JP6820233B2 - A polymer, a resist composition containing the polymer, and a method for producing a device using the polymer. - Google Patents
A polymer, a resist composition containing the polymer, and a method for producing a device using the polymer. Download PDFInfo
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Description
本発明のいくつかの態様は、レジスト組成物に用いられるポリマーに関する。また、本発明のいくつかの態様は、上記ポリマーを含有するレジスト組成物、及び、該レジスト組成物を用いたデバイスの製造方法に関する。 Some aspects of the invention relate to polymers used in resist compositions. In addition, some aspects of the present invention relate to a resist composition containing the polymer and a method for producing a device using the resist composition.
近年、フォトレジストを用いるフォトリソグラフィ技術を駆使して、液晶ディスプレイ(LCD)及び有機ELディスプレイ(OLED)等の表示装置の製造並びに半導体素子の形成が盛んに行われている。上記の電子部品や電子製品のパッケージ等には、活性エネルギー線として波長365nmのi線、それより長波長のh線(405nm)及びg線(436nm)等の光が広く用いられている。 In recent years, the manufacture of display devices such as liquid crystal displays (LCDs) and organic EL displays (OLEDs) and the formation of semiconductor elements have been actively carried out by making full use of photolithography technology using photoresists. Light having a wavelength of 365 nm, h-rays (405 nm) and g-lines (436 nm) having a wavelength longer than that is widely used as active energy rays in the above-mentioned electronic parts and packages of electronic products.
デバイスの高集積化が進み、リソグラフィ技術の微細化に対する要求が高まっており、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、極短紫外線(EUV、波長13.5nm)及び電子線(EB)のような非常に波長の短い光が露光に使用される傾向にある。これらの波長の短い光、特にEUV又は電子線を用いたリソグラフィ技術はシングルパターニングでの製造が可能であることから、EUV又は電子線等に対し高い感応性を示すレジスト組成物の必要性は、今後更に高まると考えられる。 With the increasing integration of devices, the demand for miniaturization of lithography technology is increasing. KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), ultrashort ultraviolet (EUV, wavelength 13.5 nm) and electron beam. Light with a very short wavelength, such as (EB), tends to be used for exposure. Since the lithography technique using light having a short wavelength, particularly EUV or electron beam, can be manufactured by single patterning, there is a need for a resist composition showing high sensitivity to EUV or electron beam or the like. It is expected to increase further in the future.
露光光源の短波長化に伴い、レジスト組成物には、露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性のリソグラフィー特性の向上が求められている。このような要求を満たすレジスト組成物として化学増幅型レジストが知られている(特許文献1)。
しかしながら、従来の化学増幅型レジストにおいては、レジストの解像線幅が微細化するにつれて、レジストパターン倒れ及びラインパターンのラインエッジラフネス(LER)の低減を十分に抑制することは難しい。レジストパターン倒れを抑制するために、ネガ型化学増幅型レジストを用いて架橋により機械的強度を上げる方法がある。架橋剤を用いた化学増幅型のネガ型レジストは酸の存在下に架橋剤と基材樹脂成分とのエステル又はエーテル結合を形成する。その結果、ネガ型のパターンを形成しうるが、露光部分で未架橋のカルボキシル基やフェノール性水酸基が残存するため、これらがアルカリ現像時に膨潤し、ブリッジング等のディフェクト発生や丸みを帯びたレジストパターン形状となるという欠点がある。レジストパターンの倒れやブリッジ形成の防止が強く求められているが、従来のEUV又は電子線等用の化学増幅型レジスト組成物は、EUV又は電子線の吸収が小さく、感度、解像度及びパターン性能の特性を同時に満たすことは難しい。
As the wavelength of the exposure light source is shortened, the resist composition is required to have improved sensitivity to the exposure light source and lithographic characteristics of resolvability capable of reproducing a pattern of fine dimensions. A chemically amplified resist is known as a resist composition satisfying such a requirement (Patent Document 1).
However, in the conventional chemically amplified resist, it is difficult to sufficiently suppress the reduction of the resist pattern collapse and the line edge roughness (LER) of the line pattern as the resolution line width of the resist becomes finer. In order to suppress the collapse of the resist pattern, there is a method of increasing the mechanical strength by cross-linking using a negative type chemically amplified resist. A chemically amplified negative resist using a cross-linking agent forms an ester or ether bond between the cross-linking agent and the base resin component in the presence of an acid. As a result, a negative pattern can be formed, but uncrosslinked carboxyl groups and phenolic hydroxyl groups remain in the exposed portion, so that these swell during alkaline development, causing defects such as bridging and a rounded resist. There is a drawback that it becomes a pattern shape. There is a strong demand for prevention of resist pattern collapse and bridge formation, but conventional chemically amplified resist compositions for EUV or electron beam have low absorption of EUV or electron beam, and have high sensitivity, resolution and pattern performance. It is difficult to satisfy the characteristics at the same time.
本発明のいくつかの態様は、粒子線又は電磁波、特に電子線又はEUV等の吸収効率が大きく、感度、解像度及びパターン性能の特性に優れたレジスト組成物に用いるポリマーを提供することを課題とする。
本発明のいくつかの態様は、上記ポリマーを含有するレジスト組成物、及び、該レジスト組成物を用いたデバイスの製造方法を提供することを課題とする。
It is an object of some aspects of the present invention to provide a polymer used for a resist composition having high absorption efficiency of particle beams or electromagnetic waves, particularly electron beams or EUV, and excellent characteristics of sensitivity, resolution and pattern performance. To do.
It is an object of some aspects of the present invention to provide a resist composition containing the polymer and a method for producing a device using the resist composition.
本発明者等は上記課題を解決するため鋭意検討した結果、オニウム塩構造を有するユニットAと、炭素原子よりもEUV等の電磁波、並びに、電子線及びイオンビーム等の粒子線吸収の高い金属原子又は反金属原子を含む構造を有するユニットBと、を含むポリマーをレジスト組成物のポリマーとして用いることで、上記課題を解決することを見出した。すなわち、上記ポリマーを含むレジスト組成物に粒子線又は電磁波等を照射することにより、ユニットBから2次電子が生じる。そして該2次電子により上記ユニットAのオニウム塩構造が分解することで非イオン性化合物となる極性変換に加えて上記ユニットAからポリマーに結合した共役塩基(以下、「ポリマー型共役塩基」と表記)と水素陽イオンとが対となった状態を生成する。該ポリマー型共役塩基と反応性を有する上記ユニットBとの間で架橋反応が起こることでポリマー主鎖に結合する官能基同士の反応による架橋密度の高いフォトレジストパターンを構築することができ、従来技術より膨潤が少なく高感度化かつパターン倒れの抑制に成功し、本発明のいくつかの態様を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have made a unit A having an onium salt structure, electromagnetic waves such as EUV rather than carbon atoms, and metal atoms having high particle beam absorption such as electron beam and ion beam. Alternatively, it has been found that the above-mentioned problems can be solved by using a unit B having a structure containing an antimetal atom and a polymer containing the antimetal atom as the polymer of the resist composition. That is, by irradiating the resist composition containing the polymer with particle beams, electromagnetic waves, or the like, secondary electrons are generated from the unit B. Then, in addition to the polar conversion that becomes a non-ionic compound by decomposing the onium salt structure of the unit A by the secondary electron, the conjugate base bonded to the polymer from the unit A (hereinafter referred to as "polymer type conjugate base"). ) And hydrogen cations form a pair. By causing a cross-linking reaction between the polymer-type conjugated base and the above-mentioned unit B having reactivity, it is possible to construct a photoresist pattern having a high cross-linking density by the reaction between functional groups bonded to the polymer main chain. We have succeeded in increasing the sensitivity and suppressing pattern collapse with less swelling than the technique, and have completed some aspects of the present invention.
上記課題を解決する本発明の一つの態様は、ユニットAとユニットBとを含むポリマーであって、上記ユニットAがアニオン部とカチオン部とを有するオニウム塩構造を有し、粒子線又は電磁波の照射によりポリマー型共役塩基と水素陽イオンとが対となった状態を生成するユニットであり、上記オニウム塩構造は直接又は第1スペーサを介してポリマー主鎖に共有結合しており、
上記ユニットBが金属原子又は半金属原子を含む構造を有し、上記ユニットBの上記構造は直接又は第2スペーサを介してポリマー主鎖に共有結合又は配位結合しており、
上記ユニットBの上記構造がポリマー鎖に共有結合しているとき、上記ポリマー型共役塩基が上記金属原子若しくは半金属原子に対して付加又は置換反応して酸エステル構造若しくはイオン対を形成するか、又は、
上記ユニットBの上記構造がポリマー鎖に配位結合しているとき、上記ユニットBの上記構造は配位性置換基を有し、上記ポリマー型共役塩基と上記配位性置換基とが配位子交換反応して錯体構造を形成することで架橋構造体を構築する、ことを特徴とするポリマーである。
上記金属又は半金属原子としては、B、Al、Si、As、Ti、Zr、Mo、Se、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Po及びAtである。
One aspect of the present invention that solves the above problems is a polymer containing a unit A and a unit B, wherein the unit A has an onium salt structure having an anion portion and a cation portion, and is a particle beam or an electromagnetic wave. It is a unit that generates a pair of polymer-type conjugated base and hydrogen cation by irradiation, and the onium salt structure is covalently bonded to the polymer main chain either directly or via the first spacer.
The unit B has a structure containing a metal atom or a metalloid atom, and the structure of the unit B is covalently or coordinated to the polymer main chain directly or via a second spacer.
When the structure of the unit B is covalently bonded to the polymer chain, the polymer-type conjugate base is added or substituted with the metal atom or metalloid atom to form an acid ester structure or an ion pair. Or,
When the structure of the unit B is coordinated to a polymer chain, the structure of the unit B has a coordinating substituent, and the polymer-type conjugated base and the coordinating substituent are coordinated. It is a polymer characterized in that a crosslinked structure is constructed by forming a complex structure by a child exchange reaction.
Examples of the metal or metalloid atom include B, Al, Si, As, Ti, Zr, Mo, Se, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rh, Pd, Ag. , Cd, In, Sn, Sb, Te, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Po and At.
本発明の一つの態様は、上記ポリマーを含有するレジスト組成物である。
また、本発明の一つの態様は、上記レジスト組成物を用いて基板上レジスト膜を形成する工程と、粒子線又は電磁波を用いて、上記レジスト膜を露光する工程と、露光されたレジスト膜を現像してフォトレジストパターンを得る工程と、を含むデバイスの製造方法である。
One aspect of the present invention is a resist composition containing the above polymer.
Further, one aspect of the present invention is a step of forming a resist film on a substrate using the resist composition, a step of exposing the resist film using particle beams or electromagnetic waves, and a step of exposing the exposed resist film. It is a method of manufacturing a device including a step of developing and obtaining a photoresist pattern.
本発明のいくつかの態様に係るポリマーは、レジスト組成物として用いたときに、粒子線又は電磁波等の吸収効率が大きく、感度、解像度及びパターン性能の特性に優れる。 When used as a resist composition, the polymer according to some aspects of the present invention has high absorption efficiency of particle beams, electromagnetic waves, etc., and is excellent in sensitivity, resolution, and pattern performance characteristics.
本発明において、「粒子線又は電磁波」とは、電子線及び極端紫外線等を含む。
本発明において、「粒子線又は電磁波照射により」とは、ポリマーの少なくとも一部を粒子線又は電磁波に曝露することである。粒子線又は電磁波にポリマーの一部が曝露されることでポリマーの特定部分が励起又はイオン化され、活性種が生じる。該活性種により上記ユニットの一部が分解するか、該活性種が上記ユニットに付加するか、又は、該活性種により上記ユニットの水素が脱離されるか等の二次反応を起こし、ラジカルが発生する。ここで「活性種」とは、酸、ラジカルカチオン、ラジカル及び電子等のことである。
本発明において、「ポリマー型共役塩基」とは、ポリマー主鎖に直接又はスペーサを介して共有結合した共役塩基であり、スルホン酸のアニオン部及びカルボン酸のアニオン部等が挙げられる。
本発明において、「対になった状態」とは、ポリマー型共役塩基と水素陽イオンとが解離した場合と結合している場合とがある。解離するのは上記オニウム塩構造が分解して発生する酸が強酸のときであり、具体的には上記オニウム塩構造のアニオン部が例えばスルホネート構造等を有するときである。結合している場合とは、上記オニウム塩構造が分解して発生する酸が弱酸のときであり、上記オニウム塩構造のアニオン部がカルボキシレート構造等を有するときである。
以下、本発明について具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
In the present invention, the "particle beam or electromagnetic wave" includes an electron beam, extreme ultraviolet rays, and the like.
In the present invention, "by particle beam or electromagnetic wave irradiation" means exposing at least a part of the polymer to particle beam or electromagnetic wave. Exposure of a portion of the polymer to particle beams or electromagnetic waves excites or ionizes certain portions of the polymer, producing active species. The active species causes a secondary reaction such as decomposition of a part of the unit, addition of the active species to the unit, or desorption of hydrogen of the unit by the active species, and radicals are generated. Occur. Here, the "active species" refers to acids, radical cations, radicals, electrons and the like.
In the present invention, the "polymer-type conjugate base" is a conjugate base covalently bonded to the polymer main chain directly or via a spacer, and examples thereof include an anion portion of a sulfonic acid and an anion portion of a carboxylic acid.
In the present invention, the "paired state" may be a case where a polymer-type conjugate base and a hydrogen cation are dissociated or a case where they are bonded. The dissociation occurs when the acid generated by the decomposition of the onium salt structure is a strong acid, and specifically, when the anion portion of the onium salt structure has, for example, a sulfonate structure. The case of being bonded is when the acid generated by decomposing the onium salt structure is a weak acid, and when the anion portion of the onium salt structure has a carboxylate structure or the like.
Hereinafter, the present invention will be specifically described, but the present invention is not limited thereto.
<1>ポリマー
本発明のいくつかの態様であるポリマーは、ユニットAとユニットBとを有する。上記ユニットAは、カチオン部とアニオン部とを有するオニウム塩構造を有する、粒子線又は電磁波照射によりポリマー型共役塩基と水素陽イオンとが対となった状態を生成するユニットAであり、上記オニウム塩構造は直接又は第1スペーサを介してポリマー主鎖に共有結合している。
上記ユニットBは、金属原子又は半金属原子を含む構造(以下、「金属含有構造」ともいう)を有し、上記金属含有構造は直接又は第2スペーサを介してポリマー主鎖に共有結合又は配位結合している。
上記金属含有構造がポリマー鎖に共有結合しているとき、上記ポリマー型共役塩基が上記金属原子若しくは半金属原子に対して付加又は置換反応して酸エステル構造若しくはイオン対を形成するか、又は、上記金属含有構造がポリマー鎖に配位結合しているとき、上記金属含有構造は配位性置換基を有し、上記ポリマー型共役塩基と上記配位性置換基とが配位子交換反応して錯体構造を形成することで架橋構造体を構築する。
<1> Polymer A polymer according to some aspects of the present invention has a unit A and a unit B. The unit A is a unit A having an onium salt structure having a cation part and an anion part, and generates a state in which a polymer-type conjugate base and a hydrogen cation are paired by irradiation with a particle beam or an electromagnetic wave, and the onium The salt structure is covalently attached to the polymer backbone, either directly or via a first spacer.
The unit B has a structure containing a metal atom or a metalloid atom (hereinafter, also referred to as a “metal-containing structure”), and the metal-containing structure is covalently bonded or arranged to the polymer main chain directly or via a second spacer. Coordinated.
When the metal-containing structure is covalently bonded to the polymer chain, the polymer-type conjugated base forms an acid ester structure or an ion pair by adding or substituting with the metal atom or semi-metal atom, or When the metal-containing structure is coordinated to a polymer chain, the metal-containing structure has a coordinating substituent, and the polymer-type conjugated base and the coordinating substituent undergo a ligand exchange reaction. A crosslinked structure is constructed by forming a complex structure.
上記ユニットA及びユニットBを含むポリマーは、ポリマーの少なくとも一部を粒子線又は電磁波で曝露することで、上記ユニットAの還元によりポリマー型共役塩基と水素陽イオンとが対となった状態を生成する。上記ポリマー型共役塩基と上記ユニットBの上記金属含有構造とが反応し、共有結合、イオン結合又は配位結合の形成が起こり、架橋構造体を構築し得る。 The polymer containing the unit A and the unit B is exposed to at least a part of the polymer with a particle beam or an electromagnetic wave, and the reduction of the unit A produces a state in which a polymer-type conjugate base and a hydrogen cation are paired. To do. The polymer-type conjugate base reacts with the metal-containing structure of the unit B to form a covalent bond, an ionic bond, or a coordination bond, and a crosslinked structure can be constructed.
(ユニットA)
上記ユニットAは、カチオン部とアニオン部とを有するオニウム塩構造を有し、ポリマーの少なくとも一部が粒子線又は電磁波に曝露することにより上記ポリマー型共役塩基と水素陽イオンとが対となった状態を生成するものである。すなわち、ポリマー主鎖とオニウム塩構造のアニオン部とが、直接又は第1スペーサを介して共有結合し、上記オニウム塩構造の還元によりポリマー主鎖に結合したアニオン部由来のポリマー型共役塩基と水素陽イオンとが対となった状態を生成させるものであれば特に制限はない。上記オニウム塩構造を有するユニットAとしては具体的に、例えば、下記一般式(1)及び(2)等で示されるものが挙げられる。しかし、これらに限定されない。
上記一般式(1)及び(2)で示されるユニットAにおいて、上記第1スペーサとしてはL1及びR2が対応する。
(Unit A)
The unit A has an onium salt structure having a cation part and an anion part, and when at least a part of the polymer is exposed to a particle beam or an electromagnetic wave, the polymer-type conjugate base and a hydrogen cation are paired. It creates a state. That is, the polymer main chain and the anion portion of the onium salt structure are covalently bonded directly or via the first spacer, and the polymer-type conjugated base derived from the anion portion bonded to the polymer main chain by the reduction of the onium salt structure and hydrogen. There is no particular limitation as long as it produces a state in which a cation is paired. Specific examples of the unit A having the onium salt structure include those represented by the following general formulas (1) and (2). However, it is not limited to these.
In the unit A represented by the general formulas (1) and (2), L 1 and R 2 correspond to the first spacer.
上記一般式(1)及び(2)中、R1は、水素原子;フッ素原子;及び直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜6のアルキル基;からなる群より選択されるいずれかであり、R1中の上記アルキル基は置換基を有していてもよい。 In the above general formulas (1) and (2), R 1 is any one selected from the group consisting of a hydrogen atom; a fluorine atom; and a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Yes, the alkyl group in R 1 may have a substituent.
R1のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基及びn−ブチル基等の直鎖状アルキル基;
イソプロピル基及びt−ブチル基等の分岐状アルキル基;
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の環状のアルキル基;等が挙げられる。
R1が有しても良い置換基(以下、「第1置換基」ともいう)としては、フッ素等のハロゲン原子が挙げられる。
第1置換基としてフッ素を有するとき、R1としては、例えばフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、1,1,2,2,2−ペンタフルオロエチル基等が挙げられる。
R1は炭素原子数1〜6が好ましく、1〜2であることがより好ましい。炭素原子数は、R1が第1置換基を有する場合は、第1置換基を含めたものとする。
Examples of the alkyl group of R 1 include linear alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group and n-butyl group;
Branched alkyl groups such as isopropyl group and t-butyl group;
Cyclic alkyl groups such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group and cyclohexyl group; and the like.
Examples of the substituent that R 1 may have (hereinafter, also referred to as “first substituent”) include a halogen atom such as fluorine.
When fluorine is used as the first substituent, as R 1 , for example, a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, 1,1,2,2,2- Examples thereof include a pentafluoroethyl group.
R 1 preferably has 1 to 6 carbon atoms, and more preferably 1 to 2. When R 1 has a first substituent, the number of carbon atoms shall include the first substituent.
R1中に炭素−炭素一重結合を有するとき、上記炭素−炭素一重結合の少なくとも1つが、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合等の不飽和結合で置換されていてもよい。不飽和結合を有するR1としては、ビニル基及びイソプロペニル基等が挙げられる。
R1中にメチレン基を有するとき、上記メチレン基の少なくとも1つが2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。2価のヘテロ原子含有基としては、R2において後述する。
When a carbon-carbon single bond is contained in R 1 , at least one of the carbon-carbon single bonds may be replaced with an unsaturated bond such as a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond. Examples of R 1 having an unsaturated bond include a vinyl group and an isopropenyl group.
When having a methylene group in R 1 , at least one of the above methylene groups may be substituted with a divalent heteroatom-containing group. The divalent heteroatom-containing group will be described later in R 2 .
R2は、上記L1を介してポリマー主鎖と上記オニウム塩構造のアニオン部とを結合できれば特に制限はないが、例えば、炭素原子数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルキレン基;炭素原子数6〜14のアリーレン基;及び炭素原子数4〜14のヘテロアリーレン基;からなる群から選択されるいずれかであり、R2中のアルキレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基は置換基を有していても良い。 R 2 is not particularly limited as long as the polymer main chain and the anion portion of the onium salt structure can be bonded via the above L 1 , but for example, a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 12 carbon atoms; heteroarylene group and the carbon atoms from 4-14; arylene group having 6 to 14 carbon atoms is any one selected from the group consisting of an alkylene group, an arylene group and heteroarylene group is a substituent in R 2 May have.
R2の炭素原子数1〜12の直鎖状アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、n−ペンチレン基、n−ヘキシレン基、n−ヘプチレン基、n−オクチレン基、n−ノニレン基、n−デシレン基、n−ウンデシレン基及びn−ドデシレン基等が挙げられる。
R2の炭素原子数1〜12の分岐状アルキレン基としては、イソプロピレン基、イソブチレン基、tert−ブチレン基、イソペンチレン基、tert−ペンチレン基及び2−エチルへキシレン基等が挙げられる。
R2の炭素原子数1〜12の環状アルキレン基としては、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基及びシクロヘキシレン基等が挙げられる。
Examples of the linear alkylene group having 1 to 12 carbon atoms of R 2 include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an n-butylene group, an n-pentylene group, an n-hexylene group, an n-heptylene group and n. Examples thereof include a-octylene group, an n-nonylene group, an n-decylene group, an n-undecylene group and an n-dodecylene group.
Examples of the branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, R 2, isopropylene group, isobutylene group, tert- butylene, isopentylene, hexylene group and the like to tert- pentylene and 2-ethyl.
Examples of the cyclic alkylene group having 1 to 12 carbon atoms of R 2 include a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentylene group and a cyclohexylene group.
R2中に炭素−炭素一重結合を有するとき、上記炭素−炭素一重結合の少なくとも1つが、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合等の不飽和結合で置換されていてもよい。
不飽和結合を有するR2としては、エチニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ヘキセニレン基、オクテニレン基及びデカニレン基等の直鎖状アルケニレン基;
イソプロペニレン基、1−エチルエテニレン基、2−メチルプロペニレン基、2,2−ジメチルブテニレン基、3−メチル−2−ブテニレン基、3−エチル−2−ブテニレン基、2−メチルオクテニレン基及び2,4−ジメチル−2−ブテニレン基等の分岐状アルケニレン基;
シクロプロペニレン基、シクロブテニレン基、シクロペンテニレン基及びシクロヘキセニレン基等の環状アルケニレン基等が挙げられる。
When a carbon-carbon single bond is contained in R 2 , at least one of the carbon-carbon single bonds may be replaced with an unsaturated bond such as a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond.
Examples of R 2 having an unsaturated bond include a linear alkenylene group such as an ethynylene group, a propenylene group, a butenylene group, a hexenylene group, an octenylene group and a decanylene group;
Isopropenylene group, 1-ethylethenylene group, 2-methylpropenylene group, 2,2-dimethylbutenylene group, 3-methyl-2-butenylene group, 3-ethyl-2-butenylene group, 2-methyloctenylene Branched alkenylene groups such as groups and 2,4-dimethyl-2-butenylene groups;
Examples thereof include a cyclic alkenylene group such as a cyclopropenylene group, a cyclobutenylene group, a cyclopentenylene group and a cyclohexenylene group.
R2の炭素原子数6〜14のアリーレン基としては、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、ビフェニレン、インダセン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランセン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ピセン、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセン、テトラフェニレン、ヘキサフェン、ヘキサセン、ルビセン、コロネン、トリナフチレン、ヘプタフェン、ヘプタセン、ピラントレン及びオヴァレン等から二個の水素原子を除いて得られる二価の芳香族炭化水素基が挙げられる。
R2の炭素原子数4〜14のヘテロアリーレン基としては、フラン、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、ピリジン、ピリミジン、キノリン、キサンテン、カルバゾール、及びアクリジル等のから二個の水素原子を除いて得られる二価の芳香族複素環基が挙げられる。
The arylene group having 6 to 14 carbon atoms, R 2, pentalene, indene, naphthalene, azulene, heptalene, biphenylene, indacene, acenaphthylene, fluorene, phenalene, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, acephenanthrylene, aceanthrylene, Divalent obtained by removing two hydrogen atoms from triphenylene, pyrene, chrysene, naphthalene, pyrene, perylene, pentaphene, pentacene, tetraphenylene, hexaphene, hexacene, rubicene, coronen, trinaphthylene, heptaphene, heptacentene, pyranthrene, ovalene and the like. Aromatic hydrocarbon groups of.
The heteroarylene group having a carbon number of 4 to 14 of R 2, with the exception of furan, thiophene, imidazole, pyrazole, oxazole, pyridine, pyrimidine, quinoline, xanthene, carbazole, and the color two hydrogen atoms, such as acridyl obtained The divalent aromatic heterocyclic group to be used is mentioned.
R2が有する水素の一部又は全てがフッ素原子に置換されていることが好ましい。
R2がメチレン基を有するとき、上記メチレン基の少なくとも1つが2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。
上記2価のヘテロ原子含有基としては、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−CO−O−、−NHCO−、−CONH−、−NH−CO−O−、−O−CO−NH−、−NH−、−N(Rb)(Rbは置換基を有していてもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜12のアルキル基である。)、−N(Arb)−(Arbは置換基を有していてもよい炭素原子数4〜14のアリール基である。)、−S−、−SO−及び−SO2−等からなる群より選ばれる基等が挙げられる。
上記Rbである直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜12のアルキル基は、後述のR3〜R5で例示するアルキル基と同様のものが挙げられる。
上記Arbである炭素原子数1〜12のアリール基は、後述のR3〜R5で例示するアリール基と同様のものが挙げられる。
It is preferable that part or all of the hydrogen contained in R 2 is replaced with a fluorine atom.
When R 2 has a methylene group, at least one of the methylene groups may be substituted with a divalent heteroatom-containing group.
Examples of the divalent heteroatom-containing group include -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -NHCO-, -CONH-, and -NH-CO-O-. , -O-CO-NH-, -NH-, -N (R b ) (R b is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a substituent. ), -N (Ar b )-(Ar b is an aryl group having 4 to 14 carbon atoms which may have a substituent), -S-, -SO- and -SO 2-, etc. Examples include groups selected from the group consisting of.
Examples of the linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, which is R b , are the same as those exemplified in R 3 to R 5 described later.
Examples of the aryl group having 1 to 12 carbon atoms, which is Ar b , are the same as the aryl group exemplified in R 3 to R 5 described later.
R2が有しても良い置換基(以下、「第2置換基」ともいう)としては、上記第1置換基に加えて、ヒドロキシ基、シアノ基、メルカプト基、カルボキシ基、アルコキシ基(−OR6)、アシル基(−CORb)、アルコキシカルボニル基(−COORb)、アリール基(−Arb)、アリールオキシ基(−OArb)、アミノ基、アルキルアミノ基(−NHRb)、ジアルキルアミノ基(−N(R6)2)、アリールアミノ基(−NHArb)、ジアリールアミノ基(−N(Arb)2)、N−アルキル−N−アリールアミノ基(−NRbArb)、ホスフィノ基、シリル基、ハロゲン原子、トリアルキルシリル基(−Si−(Rb)3)、該トリアルキルシリル基のアルキル基の少なくとも1つがArbで置換されたシリル基、アルキルスルファニル基(−SRb)及びアリールスルファニル基(−SArb)等を挙げることができるが、これらに制限されない。
上記第2置換基におけるRb、Arbは上記2価のヘテロ原子含有基におけるRb、Arbと同様のものが挙げられる。
R2の炭素原子数は、R2が第2置換基を有する場合は、第2置換基を含めたものとする。
Examples of the substituent (hereinafter, also referred to as “second substituent”) that R 2 may have include a hydroxy group, a cyano group, a mercapto group, a carboxy group, and an alkoxy group (-” in addition to the first substituent. OR 6 ), acyl group (-COR b ), alkoxycarbonyl group (-COOR b ), aryl group (-Ar b ), aryloxy group (-OAr b ), amino group, alkylamino group (-NHR b ), Dialkylamino group (-N (R 6 ) 2 ), arylamino group (-NHAr b ), diarylamino group (-N (Ar b ) 2 ), N-alkyl-N-arylamino group (-NR b Ar b) ), Phosphino group, silyl group, halogen atom, trialkylsilyl group (-Si- (R b ) 3 ), silyl group in which at least one of the alkyl groups of the trialkylsilyl group is substituted with Ar b , alkylsulfanyl group. (-SR b ), arylsulfanyl group (-SAR b ) and the like can be mentioned, but are not limited thereto.
Examples of R b and Ar b in the second substituent include those similar to R b and Ar b in the divalent heteroatom-containing group.
The number of carbon atoms of R 2 is, if R 2 has a second substituent, and that including the second substituent.
L1は、R2を介してポリマー主鎖と上記オニウム塩構造のアニオン部とを結合できれば特に制限はないが、例えば、直接結合;カルボニルオキシ基;カルボニルアミノ基;直鎖、分岐又は環状のアルキレンカルボニルオキシ基;直鎖、分岐又は環状のアルキレンカルボニルアミノ基;アリーレンカルボニルオキシ基;及びアリーレンカルボニルアミノ基;からなる群より選択されるいずれかであり、L1中のアミノ基、アルキレン基及びアリーレン基は置換基(以下、「第3置換基」ともいう)を有していてもよい。
なお、L1中のアリーレン基はヘテロアリーレン基であってもよい。
上記第3置換基としては、アルキル基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールスルファニルカルボニル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アリールスルホニル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン原子からなる群より選択されるいずれかである。
L 1 is not particularly limited as long as the polymer main chain and the anion portion of the onium salt structure can be bonded via R 2 , but for example, direct bond; carbonyloxy group; carbonylamino group; linear, branched or cyclic. Any of the group selected from the group consisting of an alkylene carbonyloxy group; a linear, branched or cyclic alkylene carbonyl amino group; an arylene carbonyloxy group; and an arylene carbonylamino group; the amino group, the alkylene group and the L 1 in L 1. The arylene group may have a substituent (hereinafter, also referred to as “third substituent”).
The arylene group in L 1 may be a heteroarylene group.
Examples of the third substituent include an alkyl group, a hydroxy group, a mercapto group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an arylsulfanylcarbonyl group, an arylsulfanyl group, and an alkylsulfanyl group. Aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkylsulfinyl group, arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, arylsulfonyl group, (meth) acryloyloxy group, hydroxy (poly) alkyleneoxy group, amino group, cyano It is any one selected from the group consisting of a group, a nitro group and a halogen atom.
L1がアルキレン基又はアルキレン基を有する基である場合、該アルキレン基として具体的に、後述のR2で例示するアルキレン基と同様のものが挙げられる。
L1がアリーレン基又はアリーレン基を有する基である場合、該アリーレン基として具体的に、後述のR2で例示するアリーレン基及びヘテロアリーレン基と同様のものが挙げられる。
L1が炭素原子を有する場合、第3置換基を含めた炭素原子数は1〜12が好ましい。
When L 1 is an alkylene group or a group having an alkylene group, specific examples of the alkylene group include those similar to the alkylene group exemplified in R 2 described later.
When L 1 is an arylene group or a group having an arylene group, specific examples of the arylene group include those similar to the arylene group and the heteroarylene group exemplified in R 2 described later.
When L 1 has a carbon atom, the number of carbon atoms including the third substituent is preferably 1 to 12.
上記一般式(1)で表される構造としては、例えば、下記に示されるスルホネートを有する構造が挙げられる。 Examples of the structure represented by the general formula (1) include a structure having a sulfonate shown below.
上記一般式(2)で表される構造としては、例えば、下記に示されるカルボキシラートを有する構造が挙げられる。 Examples of the structure represented by the general formula (2) include a structure having a carboxylate shown below.
M+は、一般式(3)で示されるスルホニウムカチオン又は一般式(4)で示されるヨードニウムカチオンである。
上記オニウム塩のカチオン部M+の構造としては、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンであり、具体的には、下記一般式(3)及び(4)に示されるもの等が挙げられる。
The structure of the cation portion M + of the onium salt is a sulfonium cation or an iodonium cation, and specific examples thereof include those represented by the following general formulas (3) and (4).
R3〜R5はそれぞれ置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜12のアルキル基;置換基を有してもいい炭素原子数6〜14のアリール基;置換基を有してもいい炭素原子数4〜14のヘテロアリール基;からなる群より選択されるいずれかである。
R3及びR4は、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、これらが結合するスルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンと共に環構造を形成してもよい。
R3〜R5中にメチレン基を有するとき、該メチレン基の少なくとも1つが上記2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。
R 3 to R 5 are linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, which may have substituents, respectively; aryl groups having 6 to 14 carbon atoms which may have substituents; It is any one selected from the group consisting of heteroaryl groups having 4 to 14 carbon atoms which may have a substituent.
R 3 and R 4 form a ring structure with a sulfonium cation or an iodonium cation to which they are bonded, either directly in a single bond or via one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom and a methylene group. You may.
When a methylene group is contained in R 3 to R 5 , at least one of the methylene groups may be substituted with the above divalent heteroatom-containing group.
R3〜R5の炭素原子数1〜12の直鎖状アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル、n−オクチル基、n−ノニル、n−デシル基、n−ウンデシル、n−ドデシル等が挙げられる。
R3〜R5の炭素原子数1〜12の分岐状アルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、tert−ペンチル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられる。
R3〜R5の炭素原子数1〜12の環状アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンタン−1−イル基、アダマンタン−2−イル基、ノルボルナン−1−イル基及びノルボルナン−2−イル基等が挙げられる。
The linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms of R 3 to R 5 includes a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group and an n-heptyl group. , N-octyl group, n-nonyl, n-decyl group, n-undecyl, n-dodecyl and the like.
Examples of the branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms of R 3 to R 5 include an isopropyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a tert-pentyl group and a 2-ethylhexyl group. Can be mentioned.
The cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms of R 3 to R 5 includes a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantane-1-yl group, an adamantane-2-yl group, and norbornane-1-. Examples thereof include an yl group and a norbornane-2-yl group.
R3〜R5中に炭素−炭素一重結合を有するとき、上記炭素−炭素一重結合の少なくとも1つが、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合等の不飽和結合で置換されていてもよい。不飽和結合を有するR3〜R5としては、ビニル基、アリル基、3−ブテニル基、1−メチルアリル基、2−メチルアリル基、4−ペンテニル基及び5−ヘキセニル基等の直鎖状アルケニル基;
イソプロペニル基、イソブペニル基、3−ブテニル基、2−ブテニル基、イソペンテニル基、2−エチル2−ヘキセニル基、ネオペンテニル基、イソヘキセニル基、イソトリデセニル基、イソオクタデセニル基及びイソトリアコンテニル基等の分岐状アルケニル基;
シクロペンテニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基及びシクロヘキセニル基等の環状アルケニル基;等が挙げられる。
When a carbon-carbon single bond is formed in R 3 to R 5 , even if at least one of the carbon-carbon single bonds is replaced with an unsaturated bond such as a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond. Good. Examples of R 3 to R 5 having an unsaturated bond include linear alkenyl groups such as vinyl group, allyl group, 3-butenyl group, 1-methylallyl group, 2-methylallyl group, 4-pentenyl group and 5-hexenyl group. ;
Isopropenyl group, isobupenyl group, 3-butenyl group, 2-butenyl group, isopentenyl group, 2-ethyl2-hexenyl group, neopentenyl group, isohexenyl group, isotridecenyl group, isooctadecenyl group and isotoriaconte Branched alkenyl groups such as Nyl group;
Cyclic alkenyl groups such as cyclopentenyl group, cyclobutenyl group, cyclopentenyl group and cyclohexenyl group; and the like can be mentioned.
R3〜R5の炭素原子数6〜14のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クアテルフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントレニル基、ペンタレニル基、インデニル基、インダセニル基、アセナフチル基、フルオレニル基、ヘプタレニル基、ナフタセニル基、ピレニル基、クリセニル基及びテトラセニル基等が挙げられる。
R3〜R5の炭素原子数4〜14のヘテロアリール基としては、フラニル基、チエニル基、ピラニル基、スルファニルピラニル基、ピロリル基、イミダゾイル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾイル基、ピリジル基、ピリミジル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾフラニル基、イソクロメニル基、クロメニル基、ピラジル基、プリニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、クロメニル基、チアントレニル基、ジベンゾチオフェニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、フェノキサジニル基、フェナジニル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾイミダゾイル基、キサンテニル基、アクアジニル基及びカルバゾイル基等が挙げられる。
The aryl groups having 6 to 14 carbon atoms of R 3 to R 5 include a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a quaterphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthrenyl group, a pentarenyl group, an indenyl group and an indaceyl group. , Acenaphthyl group, fluorenyl group, heptalenyl group, naphthacenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, tetrasenyl group and the like.
Heteroaryl groups having 4 to 14 carbon atoms of R 3 to R 5 include a furanyl group, a thienyl group, a pyranyl group, a sulfanyl pyranyl group, a pyrrolyl group, an imidazolyl group, an oxazolyl group, a thiazolyl group, a pyrazoyl group and a pyridyl group. , Pyrimidyl group, isobenzofuranyl group, benzofuranyl group, isochromenyl group, chromenyl group, pyrazil group, prynyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, chromenyl group, thianthrenyl group, dibenzothiophenyl group, phenothiazine group, phenoxadinyl group, phenoxadinyl Examples thereof include a group, a phenazinyl group, an indolyl group, an isoindryl group, a benzoimidazolyl group, a xanthenyl group, an aquazinyl group and a carbazoyl group.
R3〜R5は置換基(以下、「第4置換基」ともいう)を有していても良く、上記第4置換基としては、上記第3置換基と同様のものが挙げられる。
R3〜R5の炭素原子数は、R3〜R5が第4置換基を有する場合は、第4置換基を含めたものとする。
R 3 to R 5 may have a substituent (hereinafter, also referred to as “fourth substituent”), and examples of the fourth substituent include those similar to the above-mentioned third substituent.
R 3 to R number of carbon atoms of the 5, if R 3 to R 5 has a fourth substituent, and that including the fourth substituent.
上記オニウム塩構造のカチオン部としてのスルホニウムカチオン及びヨードニウムカチオンとしては、例えば下記に示される構造を有するものが挙げられる。 Examples of the sulfonium cation and the iodonium cation as the cation portion of the onium salt structure include those having the structure shown below.
(ユニットB)
上記ユニットBの構造としては、金属原子又は半金属原子を含む構造を有し、該構造が直接又は第2スペーサを介してポリマー主鎖に共有結合又は配位結合しており、上記構造がポリマー鎖に共有結合しているとき、上記ポリマー型共役塩基が上記金属原子若しくは半金属原子に対して付加又は置換反応して酸エステル構造若しくはイオン対を形成するか、又は、上記構造がポリマー鎖に配位結合しているとき、上記構造は配位性置換基を有し、上記ポリマー型共役塩基と上記配位性置換基とが配位子交換反応して錯体構造を形成することで架橋構造体を構築するのであれば特に制限はない。
なお、上記ユニットAとユニットBとのポリマー中の比率としては、5:95〜95:5であることが好ましい。
(Unit B)
The structure of the unit B has a structure containing a metal atom or a semi-metal atom, and the structure is covalently or coordinated to the polymer main chain directly or via a second spacer, and the structure is a polymer. When covalently bonded to the chain, the polymer-type conjugated base forms an acid ester structure or ion pair by adding or substituting with the metal atom or semi-metal atom, or the structure is attached to the polymer chain. When coordinated, the structure has a coordinating substituent, and the polymer-type conjugated base and the coordinating substituent undergo a ligand exchange reaction to form a complex structure, thereby forming a crosslinked structure. There are no particular restrictions as long as the body is constructed.
The ratio of the unit A to the unit B in the polymer is preferably 5:95 to 95: 5.
上記金属原子又は半金属原子としては、炭素原子よりも粒子線又は電磁波等の吸収が高いものであることが好ましく、炭素原子よりもEUV、電子線又はイオンビームに対して吸収が高いものがより好ましい。そのような金属原子又は半金属原子としては、具体的に例えば、B、Al、Si、As、Ti、Zr、Mo、Se、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Po及びAtからなる群より選択される少なくとも1種の原子が好ましく挙げられる。上記金属原子又は半金属原子としてはEUV、電子線又はイオンビームに対して高い吸収を有するものが好ましいが、上記ポリマー型共役塩基と反応して架橋構造体を構築するのであれば上記で例示した以外の金属であってもよい。好ましくは、Sn、Sb、Ge、Bi及びTeからなる群より選択されるいずれかの原子である。
上記ポリマーが上記ユニットBを含有することで、炭素や酸素と比較して比重が大きい原子を含み、電子線等の粒子線又はEUV等の電磁波の吸収が大きい原子を含むため、電磁波の中でも特にEUVを照射した際に2次電子の発生効率を向上させることができる。それにより、レジストの感度を上げることが可能となる。
As the metal atom or metalloid atom, it is preferable that the absorption of particle beams or electromagnetic waves is higher than that of the carbon atom, and the absorption of the EUV, electron beam or ion beam is higher than that of the carbon atom. preferable. Specific examples of such metal atoms or metalloid atoms include B, Al, Si, As, Ti, Zr, Mo, Se, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, and Ga. , Ge, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Po and At. At least one selected atom is preferred. The metal atom or metalloid atom preferably has high absorption to EUV, electron beam or ion beam, but is exemplified above if it reacts with the polymer-type conjugated base to construct a crosslinked structure. It may be a metal other than. Preferably, it is any atom selected from the group consisting of Sn, Sb, Ge, Bi and Te.
Since the polymer contains the unit B, it contains atoms having a higher specific gravity than carbon and oxygen, and contains atoms that absorb a particle beam such as an electron beam or an electromagnetic wave such as EUV, which is particularly high among electromagnetic waves. It is possible to improve the efficiency of secondary electron generation when irradiated with EUV. As a result, the sensitivity of the resist can be increased.
上記ユニットBの構造としては、下記一般式(5)〜(7)に示される構造の少なくともいずれかである。
上記一般式(5)で示されるユニットBにおいて、上記第2スペーサとしてはL1及びR2が対応する。
上記一般式(6)及び(7)で示されるユニットBにおいて、上記第2スペーサとしてはL1、R2及びC1が対応する。
The structure of the unit B is at least one of the structures represented by the following general formulas (5) to (7).
In the unit B represented by the general formula (5), L 1 and R 2 correspond as the second spacer.
In the unit B represented by the general formulas (6) and (7), L 1 , R 2 and C 1 correspond to the second spacer.
上記一般式(5)〜(6)中、R1、R2及びL1はそれぞれ独立に、上記一般式(1)のR1、R2及びL1と同じ選択肢から選択される。
R6は上記R5と同じ選択肢から選択され、2つ以上のR6を有する場合R6同士が直接又は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子及びメチレン基のいずれかを介して環を形成しても良い。
Xは上記金属原子又は半金属原子である。
In the general formulas (5) to (6), R 1 , R 2 and L 1 are independently selected from the same options as R 1 , R 2 and L 1 in the general formula (1).
R 6 is selected from the same options as above R 5, 2 or more in the case with R 6 R 6 each other directly or an oxygen atom, a nitrogen atom, through one of a sulfur atom and a methylene group to form a ring You may.
X is the metal atom or metalloid atom.
hはXの価数−1でかつ0〜3である。
iは1〜6であり、jは0〜5であり且つXの価数並びにC1及びC2の配位状態により決定されるものである。
kは0〜5であり且つXの価数及びC1の配位状態により決定されるものである。
上記一般式(6)及び(7)中の→は配位結合を示す。
h has a valence of X of -1 and 0 to 3.
i is 1 to 6, j is 0 to 5, and is determined by the valence of X and the coordination state of C 1 and C 2 .
k is 0 to 5, and is determined by the valence of X and the coordination state of C 1 .
In the general formulas (6) and (7), → indicates a coordination bond.
上記一般式(5)で示される構造として、粒子線又は電磁波に対して高い吸収を有するアルキルスズ、アリールスズ、アルキルアンチモニー、アリールアンチモニー、アルキルゲルマン、アリールゲルマン、アルキルビスムチン、アリールビスムチン、アルキルテルライト及びアリールテルライトからなる群より選択されるいずれかの構造が該構造のいずれかの位置で下記一般式(15)の*部分に結合したユニットであることが好ましい。
上記一般式(5)中、上記R2及び複数のR6のうち2つ以上が、単結合で直接に、又は、メチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、これらが結合するXと共に環構造を形成していてもよい。
As the structure represented by the above general formula (5), alkyltin, aryltin, alkylantimony, arylantimony, alkylgerman, arylgerman, alkylbismucin, arylbismucin, alkyltellite having high absorption to particle beams or electromagnetic waves It is preferable that any structure selected from the group consisting of and aryltellite is a unit bonded to the * portion of the following general formula (15) at any position of the structure.
In the general formula (5), two or more of the above R 2 and the plurality of R 6 are bonded either directly by a single bond or via one selected from the group consisting of methylene groups. A ring structure may be formed together with X.
上記一般式(15)中、R1、R2及びL1は、上記一般式(1)のR1、R2及びL1と同じ選択肢から選択される。 In the general formula (15), R 1, R 2 and L 1 is selected from the same options as R 1, R 2 and L 1 in formula (1).
上記ユニットBとして、特に簡便に合成できる点から下記一般式(16)〜(22)に示されるユニットが好ましい。 As the unit B, the units represented by the following general formulas (16) to (22) are preferable because they can be synthesized particularly easily.
上記一般式(16)〜(22)中、R1、R2、R6及びL1は、上記一般式(5)と同じ選択肢より選ばれる。 In the general formulas (16) to (22), R 1 , R 2 , R 6 and L 1 are selected from the same options as in the general formula (5).
ユニットBとして具体的には、4−ビニルフェニル−トリフェニルスズ、4−ビニルフェニル−トリブチルスズ、4−イソプロペニルフェニル−トリフェニルスズ、4−イソプロペニルフェニル−トリメチルスズ、アクリル酸トリメチルスズ、アクリル酸トリブチルスズ、アクリル酸トリフェニルスズ、メタクリル酸トリメチルスズ、メタクリル酸トリブチルスズ、メタクリル酸トリフェニルスズ、4−ビニルフェニル−ジフェニルアンチモニー、4−イソプロペニルフェニル−ジフェニルアンチモニー、4−ビニルフェニル−トリフェニルゲルマン、4−ビニルフェニル−トリブチルゲルマン、4−イソプロペニルフェニル−トリフェニルゲルマン及び4−イソプロペニルフェニル−トリメチルゲルマン、4−ビニルフェニル−トリフェニルシラン、(1−フルオロビニル)メチルジフェニルシラン、4−ビニルフェニルボロン酸1,3−プロパンジオール、4−ビニルフェニルボロン酸カテコール等のモノマーから構成されるユニットが挙げられる。 Specifically, the unit B includes 4-vinylphenyl-triphenyltin, 4-vinylphenyl-tributyltin, 4-isopropenylphenyl-triphenyltin, 4-isopropenylphenyl-trimethyltin, trimethyltin acrylate, and acrylic acid. Tributyltin, triphenyltin acrylate, trimethyltin methacrylate, tributyltin methacrylate, triphenyltin methacrylate, 4-vinylphenyl-diphenylantimony, 4-isopropenylphenyl-diphenylantimony, 4-vinylphenyl-triphenylgerman, 4 -Vinylphenyl-tributylgerman, 4-isopropenylphenyl-triphenylgerman and 4-isopropenylphenyl-trimethylgerman, 4-vinylphenyl-triphenylsilane, (1-fluorovinyl) methyldiphenylsilane, 4-vinylphenylboron Examples thereof include units composed of monomers such as acid 1,3-propanediol and 4-vinylphenylboronic acid catechol.
上記ポリマー型共役塩基とユニットBの反応によって架橋構造体を構築するためには、R6のXからの脱離能はポリマー主鎖にL1を介して共有結合したR2と同様もしくは高いことが望ましい。XからのR6の脱離能をR2よりも高める方法として、R6がR2よりも多くの電子供与性基を有すること又はR2がR6よりも多くの電子吸引性基を有することが好ましい。
R6が有する電子供与性基としては、アルキル基、アルケニル基並びに、アリール基のオルト位又はパラ位に結合するアルコキシ基(−OR3a)及びアルキルチオ基(−SR3a);等が挙げられ、例えばR2がフェニレン基の場合、R6は4−アルキルフェニル基、4−アルコキシフェニル基、4−アルキルスルファニルフェニル基、4−ジアルキルアミノフェニル基等が好ましい。
R2が有する電子吸引性基としては、アシル基、アシルオキシ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、ニトロ基、ニトロソ基、トリフルオロメチル基、アリール基に対してメタ位に置換されたアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルファニル基及びアリールスルファニル基からなる群より選択されるいずれか等が挙げられる。例えばR6がフェニル基の場合、R2は2-アシルフェニレン基、3-シアノフェニレン基、2,3,5,6,−テトラフルオロフェニレン基等が好ましいが、本発明はこれらに限定されない。
To construct a crosslinked structure by reaction of the polymeric conjugate base and unit B de Hanareno from X of R 6 be similar or higher and R 2 covalently attached via L 1 to the polymer backbone Is desirable. De Hanareno of R 6 from X as a method of increasing than R 2, or that R 2 R 6 has many electron-donating group than R 2 has many electron attractive group than R 6 Is preferable.
Examples of the electron donating group of R 6 include an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group (-OR 3a ) and an alkylthio group (-SR 3a ) bonded to the ortho-position or para-position of the aryl group; and the like. For example, when R 2 is a phenylene group, R 6 is preferably a 4-alkylphenyl group, a 4-alkoxyphenyl group, a 4-alkylsulfanylphenyl group, a 4-dialkylaminophenyl group or the like.
The electron-withdrawing group of R 2 is based on an acyl group, an acyloxy group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, an alkylsulfonyloxy group, an arylsulfonyloxy group, a nitro group, a nitroso group, a trifluoromethyl group and an aryl group. Any one selected from the group consisting of an alkoxy group substituted with a meta position, an aryloxy group, an alkylsulfanyl group and an arylsulfanyl group and the like can be mentioned. For example, when R 6 is a phenyl group, R 2 is preferably a 2 -acylphenylene group, a 3-cyanophenylene group, a 2,3,5,6, -tetrafluorophenylene group and the like, but the present invention is not limited thereto.
上記一般式(6)で示される構造におけるC1は、R2に共有結合した単座配位子又は多座配位子であり、配位原子を少なくとも1つ有する1価の有機基である。
C2は、上記配位性置換基としての独立単座配位子又は独立多座配位子であり、配位原子を少なくとも1つ有する分子である。C2としては具体的に下記が挙げられる。
C2の独立単座配位子としては、シアニド、シアネート、チオシアネート、π電子を含む炭化水素化合物等の分子が挙げられる。C2の独立多座配位子としては、上記配位原子を2つ以上有する分子及び下記一般式(23)に示されるもの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
R19−(Y)k (23)
上記一般式(23)に示されるものは、そのままの構造で、又は、ヒドロキシ基等の活性プロトンやカルボニル基等の電子吸引性基α位プロトンをs個有する場合、それらがs個脱離して生成するs価のアニオン構造として多座配位子となることができる。sは0〜4の整数である。
C 1 in the structure represented by the general formula (6) is a monodentate ligand or a polydentate ligand covalently bonded to R 2 , and is a monovalent organic group having at least one coordination atom.
C 2 is an independent monodentate ligand or an independent polydentate ligand as the coordinating substituent, and is a molecule having at least one coordinating atom. Specific examples of C 2 include the following.
Examples of the independent monodentate ligand of C 2 include molecules such as cyanide, cyanate, isothiocyanate, and a hydrocarbon compound containing π electrons. C The second independent polydentate ligand, such as those shown above coordinating atoms in the molecule and represented by the following general formula has two or more (23) are exemplified, but the present invention is not limited thereto.
R 19- (Y) k (23)
The one represented by the above general formula (23) has the same structure, or when it has s active protons such as a hydroxy group or electron-withdrawing group α-position protons such as a carbonyl group, s of them are eliminated. It can be a polydentate ligand as the s-valent anion structure to be produced. s is an integer from 0 to 4.
π電子を含む炭化水素化合物としては、エチレン、プロピレン等の鎖状オレフィン、シクロペンテン、シクロヘキセン及びノルボルネン等の環状オレフィン;
ブタジエン及びイソプレン等の鎖状ジエン;
シクロペンタジエン、メチルシクロペンタジエン、ペンタメチルシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン及びノルボルナジエン等の環状ジエン;
ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサメチルベンゼン、ナフタレン及びインデン等の芳香族炭化水素;等が挙げられる。
Hydrocarbon compounds containing π electrons include chain olefins such as ethylene and propylene, and cyclic olefins such as cyclopentene, cyclohexene and norbornene;
Chain dienes such as butadiene and isoprene;
Cyclic diene such as cyclopentadiene, methylcyclopentadiene, pentamethylcyclopentadiene, cyclohexadiene and norbornadiene;
Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, hexamethylbenzene, naphthalene and indene; and the like.
上記一般式(23)中、R19は、置換基を有してもよく、且つ少なくとも1つのメチレン基が上記2価のへテロ原子含有基に置換されてもよいk価の有機基であり、Yは、−OH、−COOH、−NCO、−PRa 2、−P(ORa)2、−P(O)Ra 2、−SO3H、−COORa又は−NHRaである。Raは、水素原子又は水素原子がフッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1〜12の1価のアルキル基、炭素原子数6〜14のアリール基及び炭素原子数4〜14のヘテロアリール基である。kは、1〜4の整数である。kが2以上の場合、複数のYは同一でも異なっていてもよい。Raは、上記R3と同じ選択肢から選択される。
R19が有してもよい置換基は、上記一般式(1)のL1の置換基(第3置換基)と同じ選択肢である。
In the general formula (23), R 19 is a k-valent organic group which may have a substituent and at least one methylene group may be substituted with the divalent heteroatom-containing group. , Y are -OH, -COOH, -NCO, -PR a 2 , -P (OR a ) 2 , -P (O) R a 2 , -SO 3 H, -COOR a or -NHR a . Ra is a monovalent alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in which a hydrogen atom or a hydrogen atom may be replaced with a fluorine atom, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and a heteroaryl having 4 to 14 carbon atoms. It is the basis. k is an integer of 1 to 4. When k is 2 or more, a plurality of Ys may be the same or different. Ra is selected from the same options as R 3 above.
The substituent that R 19 may have is the same option as the substituent (third substituent) of L 1 in the above general formula (1).
上記k価の炭化水素基としては、例えばメタン、エタン、プロパン及びブタン等のアルカン;
エテン、プロペン、ブテン及びペンテン等のアルケン;
エチン、プロピン、ブチン及びペンチン等のアルキン等の炭素原子数1〜30の鎖状炭化水素;
シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン等のシクロアルカン、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン及びノルボルネン等のシクロアルケン等の炭素原子数3〜30の脂環式炭化水素;
ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、ナフタレン、メチルナフタレン、ジメチルナフタレン及びアントラセン等のアレーン等の炭素原子数6〜30の芳香族炭化水素等の炭化水素;等からk個の水素原子を除いた基等が挙げられる。
Examples of the k-valent hydrocarbon group include alkanes such as methane, ethane, propane and butane;
Alkenes such as ethene, propene, butene and pentene;
Chain hydrocarbons with 1 to 30 carbon atoms such as alkynes such as ethine, propyne, butin and pentyne;
Alicyclic hydrocarbons having 3 to 30 carbon atoms such as cycloalkanes such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, norbornane, and adamantan, cycloalkenes such as cyclopropene, cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, and norbornene;
Hydrocarbons such as aromatic hydrocarbons having 6 to 30 carbon atoms such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, naphthalene, methylnaphthalene, dimethylnaphthalene, anthracene and the like; groups obtained by removing k hydrogen atoms from the above, etc. Can be mentioned.
上記(23)の示すものとしては、例えば、グリコール酸エステル、乳酸エステル、2−ヒドロキシシクロヘキサンー1−カルボン酸エステル、サリチル酸エステル等のヒドロキシエステル類やアセチルアセトン、メチルアセチルアセトン、エチルアセチルアセトン、2,4−ペンタンジオン、3−メチル−2,4−ペンタンジオン等のβ−ジケトン類、アセト酢酸エステル、α―アルキル置換アセト酢酸エステル、β―ケトペンタン酸エステル、ベンゾイル酢酸エステル、1,3−アセトンジカルボン酸エステル等のβ―ケトエステル類、マロン酸ジエステル、α―置換マロン酸ジエステル、α―シクロアルキル置換マロン酸エステル、α―アリール置換マロン酸エステル等のβ―ジカルボン酸エステル類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコールジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジブチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等のジアルキレングリコール;
シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ノルボルナンジオール、ノルボルナンジメタノール、アダマンタンジオール等のシクロアルキレングリコール;
1,4−ベンゼンジメタノール、2,6−ナフタレンジメタノールカテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、グリセリン、1,2,4−ブタントリオール等のアルカントリオール;
1,2,4−シクロヘキサントリオール、1,2,4−シクロヘキサントリメタノール等のシクロアルカントリオール;
1,2,4−ベンゼントリメタノール、2,3,6−ナフタレントリメタノール、ピロガロール、2,3,6−ナフタレントリオール、エリスリトール、ペンタエリスリトール等のアルカンテトラオール;
1,2,4,5−シクロヘキサンテトラオール1,2,4,5−ベンゼンテトラメタノール、1,2,4,5−ベンゼンテトラオール等のポリオール類、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸等の鎖状飽和ジカルボン酸;
マレイン酸、フマル酸、4−シクロヘキサンジカルボン酸、ノルボルナンジカルボン酸、アダマンタンジカルボン酸、フタル酸、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,2,3−プロパントリカルボン酸、1,2,3−プロペントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、トリメリット酸、2,3,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−ブタジエンテトラカルボン酸、1,2,5,6−シクロヘキサンテトラカルボン酸、2,3,5,6−ノルボルナンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸等のカルボン酸類、エチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、1,4−ベンゼンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリメチレントリイソシアネート、1,2,4−シクロヘキサントリイソシアネート、1,2,4− ベンゼントリイソシアネート、テトラメチレンテトライソシアネート、1,2,4,5−シクロヘキサンテトライソシアネート、1,2,4,5−ベンゼンテトライソシアネート等のイソシアネート、エチレンジアミン、N−メチルエチレンジアミン、N,N'−ジメチルエチレンジアミン、トリメチレンジアミン、N,N'−ジメチルトリメチレンジアミン、テトラメチレン、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,4−ジ( アミノメチル) シクロヘキサン、1,4−ジアミノベンゼン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、トリアミノプロパン、N,N',N"−トリメチルトリアミノプロパンジアミン、N,N'−ジメチルテトラメチレンジアミン、1,2,4−トリアミノシクロヘキサン、1,2,4−トリアミノベンゼン、テトラアミノブタン、1,2,4,5−テトラアミノシクロヘキサン、2,3,5,6−テトラアミノノルボルナン、1,2,4,5−テトラアミノベンゼン等のアミン類である。
Examples of the above (23) include hydroxy esters such as glycolic acid ester, lactic acid ester, 2-hydroxycyclohexane-1-carboxylic acid ester, and salicylic acid ester, and acetylacetone, methylacetylacetone, ethylacetylacetone, 2,4-. Β-diketones such as pentandione, 3-methyl-2,4-pentandione, acetoacetate ester, α-alkyl substituted acetoacetate ester, β-ketopanoic acid ester, benzoylacetate ester, 1,3-acetone dicarboxylic acid ester Β-ketoesters such as, malonic acid diester, α-substituted malonic acid diester, α-cycloalkyl substituted malonic acid ester, β-dicarboxylic acid ester such as α-aryl substituted malonate ester, ethylene glycol, propylene glycol, butylene Glycol, hexamethylene glycol Diethylene glycol, dipropylene glycol, dibutylene glycol, triethylene glycol, dialkylene glycol such as tripropylene glycol;
Cycloalkylene glycols such as cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, norbornanediol, norbornanedimethanol, and adamantandiol;
Alcan triols such as 1,4-benzenedimethanol, 2,6-naphthalenedimethanol catechol, resorcinol, hydroquinone, glycerin, 1,2,4-butantriol;
Cycloalkane triols such as 1,2,4-cyclohexanetriol, 1,2,4-cyclohexanetrimethanol;
Alkanetetraols such as 1,2,4-benzenetrimethanol, 2,3,6-naphthalenetrimethanol, pyrogallol, 2,3,6-naphthalenetriol, erythritol, pentaerythritol;
1,2,4,5-Cyclohexanetetraol 1,2,4,5-benzenetetramethanol, polyols such as 1,2,4,5-benzenetetraol, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid , Chain saturated dicarboxylic acid such as adipic acid;
Maleic acid, fumaric acid, 4-cyclohexanedicarboxylic acid, norbornandicarboxylic acid, adamantandicarboxylic acid, phthalic acid, terephthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,2,3-propanetricarboxylic acid Acid, 1,2,3-propentricarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, trimellitic acid, 2,3,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, 1 , 2,3,4-butadiene tetracarboxylic acid, 1,2,5,6-cyclohexanetetracarboxylic acid, 2,3,5,6-norbornantetracarboxylic acid, pyromellitic acid, 2,3,6,7- Carboxylic acids such as naphthalenetetracarboxylic acid, ethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 1,4-cyclohexanediisocyanate, isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate, 1,4-benzenediisocyanate, 4,4'- Diphenylmethane diisocyanate, trimethylene triisocyanate, 1,2,4-cyclohexanetriisocyanate, 1,2,4-benzenetriisocyanate, tetramethylenetetraisocyanate, 1,2,4,5-cyclohexanetetraisocyanate, 1,2,4 , 5-benzenetetraisocyanate and other isocyanates, ethylenediamine, N-methylethylenediamine, N, N'-dimethylethylenediamine, trimethylenediamine, N, N'-dimethyltrimethylenediamine, tetramethylene, 1,4-cyclohexanediamine, 1, , 4-Di (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-diaminobenzene, 4,4'-diaminodiphenylmethane, triaminopropane, N, N', N "-trimethyltriaminopropanediamine, N, N'-dimethyltetra Methylenediamine, 1,2,4-triaminocyclohexane, 1,2,4-triaminobenzene, tetraaminobutane, 1,2,4,5-tetraaminocyclohexane, 2,3,5,6-tetraaminonorbornane , 1,2,4,5-Tetraaminobenzene and other amines.
上記一般式(6)で示される構造におけるC1として具体的には、上記一般式(23)のR26から水素原子を1つ取り除いた有機基が好ましく挙げられる。 Specifically, as C 1 in the structure represented by the general formula (6), an organic group obtained by removing one hydrogen atom from R 26 of the general formula (23) is preferably mentioned.
上記一般式(6)〜(7)で示される構造を構成するモノマーとして、例えば下記が挙げられる。 Examples of the monomers constituting the structures represented by the general formulas (6) to (7) are as follows.
(ユニットC)
本発明の一つの態様におけるポリマーは、上記のユニットA及びBの他に、酸解離性基を有し、上記オニウム塩構造が分解してする酸の存在下で酸解離性基が脱保護されることでユニットBとの反応性が増大するユニットCをさらに含有しても良い。
上記ユニットCのポリマー中の含有量としては、上記ユニットA及びユニットBの合量に対し、0〜4モル当量であることが好ましい。
(Unit C)
The polymer in one embodiment of the present invention has an acid dissociable group in addition to the above units A and B, and the acid dissociable group is deprotected in the presence of an acid in which the onium salt structure is decomposed. This may further contain unit C, which increases the reactivity with unit B.
The content of the unit C in the polymer is preferably 0 to 4 molar equivalents with respect to the total amount of the units A and B.
上記ユニットCとして具体的には、下記一般式(8)〜(11)で挙げられるものがある。 Specific examples of the unit C include those listed by the following general formulas (8) to (11).
上記一般式(8)〜(11)中のR1、R2及びL1は上記一般式(1)中のR1、R2及びL1と同じ選択肢から選択される。
R7は置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜12のアルキル基である。
R8及びR9はそれぞれ独立に、置換基を有しても良い直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜12のアルキル基である。
上記R7、R8及びR9及びのうち2つ以上が、単結合で直接に、又は、メチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、環構造を形成してもよい。
R10は置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜12のアルキル基である。
R11及びR12はそれぞれ独立に、水素原子;及び置換基を有しても良い直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜12のアルキル基;からなる群より選択されるいずれかである。
上記R10、R11及びR12のうち2つ以上が、単結合で直接に、又は、メチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、環構造を形成してもよい。
R13はそれぞれ独立に、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アルキルスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン原子からなる群より選択されるいずれかであり、置換基に炭素を有する場合、これらは置換基を有する。
R7〜R13中に炭素−炭素一重結合を有するとき、上記炭素−炭素一重結合の少なくとも1つが、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合に置換されていてもよく、
R7〜R13中にメチレン基を有するとき、上記メチレン基の少なくとも1つが2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。
l1は1〜2の整数であり、m1は、l1が1のとき0〜4、l1が2のとき0〜6の整数であり、
n1は、l1が1のとき1〜5、l1が2のとき1〜7の整数であり、
m1+n1は、l1が1のとき1〜5であり、l1が2のとき1〜7である。
R 1, R 2 and L 1 in the general formula (8) to (11) in is selected from the same options as R 1, R 2 and L 1 in the general formula (1).
R 7 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
R 8 and R 9 are linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, which may independently have a substituent.
Two or more of the above R 7 , R 8 and R 9 and may form a ring structure either directly in a single bond or through one selected from the group consisting of methylene groups.
R 10 is straight chain may have a substituent group, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
R 11 and R 12 are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom; and a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a substituent. ..
Two or more of the above R 10 , R 11 and R 12 may form a ring structure either directly in a single bond or through one selected from the group consisting of methylene groups.
Each of R 13 is independently selected from the group consisting of an alkyl group, a hydroxy group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an alkylsulfanyl group, an alkylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an amino group, a cyano group, a nitro group and a halogen atom. If it is either and has a carbon as a substituent, they have a substituent.
When a carbon-carbon single bond is formed in R 7 to R 13 , at least one of the above carbon-carbon single bonds may be replaced with a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond.
When a methylene group is contained in R 7 to R 13 , at least one of the above methylene groups may be substituted with a divalent heteroatom-containing group.
l 1 is an integer of 1 to 2, m 1 is an integer of 0 to 4 when l 1 is 1, and an integer of 0 to 6 when l 1 is 2.
n 1 is 1-5 when l 1 is 1, and 1-7 integer when l 1 is 2,
m 1 + n 1 is 1 to 5 when l 1 is 1, and 1 to 7 when l 1 is 2.
R8〜R10としては、上記R3のアルキル基と同様のものが挙げられる。例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、イソプロピル、t−ブチル、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンタン−1−イル基、アダマンタン−2−イル基、ノルボルナン−1−イル基及びノルボルナン−2−イル基等のアルキル基等が挙げられる。
R11〜R12のアルキル基としては、上記R3のアルキル基と同様のものが挙げられる。
Examples of R 8 to R 10 include those similar to the above-mentioned alkyl group of R 3 . For example, methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, isopropyl, t-butyl, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, adamantan-1-yl group, adamantan-2-yl group, norbornan-1-yl. Examples thereof include alkyl groups such as an yl group and a norbornan-2-yl group.
Examples of the alkyl group of R 11 to R 12 include those similar to the alkyl group of R 3 described above.
R13の水素原子の一部は、水酸基、アルコキシ基、オキソ基、アミノ基、アルキルアミノ基等に置換されていることが好ましい。 It is preferable that a part of the hydrogen atom of R 13 is substituted with a hydroxyl group, an alkoxy group, an oxo group, an amino group, an alkylamino group or the like.
具体的には、下記に示す構造が例示できる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。 Specifically, the structure shown below can be exemplified. However, the present invention is not limited to this.
(ユニットD)
本発明の一つの態様におけるポリマーは、上記のユニットA〜Cの他に、増感剤として作用し、粒子線や電磁波に対する感度を高めることができるユニットDを含有することが好ましい。
上記ユニットDのポリマー中の含有量としては、上記ユニットA及びユニットBの合量に対し、0〜1モル当量であることが好ましい。
(Unit D)
In addition to the above units A to C, the polymer in one embodiment of the present invention preferably contains a unit D that can act as a sensitizer and increase the sensitivity to particle beams and electromagnetic waves.
The content of the unit D in the polymer is preferably 0 to 1 molar equivalent with respect to the total amount of the units A and B.
ユニットDは、下記一般式(12)〜(14)で示される化合物が上記一般式(15)の*の位置でR2と結合したものである。 The unit D is a compound represented by the following general formulas (12) to (14) bonded to R 2 at the position of * in the general formula (15).
上記一般式(12)〜(14)中、R15、R16及びR17は、それぞれ独立に、水素原子;電子供与性基;及び、電子吸引性基;からなる群より選択されるいずれかであり、
R14及びR15のうち少なくとも一つは上記電子供与性基であり、R16のうち少なくとも一つは上記電子供与性基である。
R17は、水素原子;及び置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜6のアルキル基;からなる群より選択されるいずれかである。R17のアルキル基はR3のアルキル基と同じ選択肢から選択される。
R18は、それぞれ独立に、水素原子;及び置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜6のアルキル基;からなる群より選択されるいずれかであり、2つのR18は互いに結合して環構造を形成してもよい。R18のアルキル基はR3のアルキル基と同じ選択肢から選択される。
R14〜R18中に炭素−炭素一重結合を有するとき、上記炭素−炭素一重結合の少なくとも1つが、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合に置換されていてもよい。
R14〜R18中にメチレン基を有するとき、上記メチレン基の少なくとも1つが2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。
Eは、直接結合、酸素原子、;硫黄原子及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかである。
m3は、0又は1の整数であり、n5及びn6は、それぞれ0〜2の整数であり、n5+n6は2であり、n5が1のときn3は0〜4の整数であり、n5が2のときn3は0〜6の整数であり、n6が1のときn4は0〜4の整数であり、n6が2のときn4は0〜6の整数であり、n7は0〜7の整数であり、n8は1又は2であり、n8が1のときn7は0〜5の整数であり、n8が2のときn7は0〜7の整数である。
In the above general formulas (12) to (14), R 15 , R 16 and R 17 are independently selected from the group consisting of a hydrogen atom; an electron donating group; and an electron attracting group; And
At least one of R 14 and R 15 is the electron donating group, and at least one of R 16 is the electron donating group.
R 17 is any one selected from the group consisting of a hydrogen atom; and a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent. The alkyl group of R 17 is selected from the same options as the alkyl group of R 3 .
R 18 is any of 2 independently selected from the group consisting of a hydrogen atom; and a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent. One of R 18 may be bonded together to form a ring structure. The alkyl group of R 18 is selected from the same options as the alkyl group of R 3 .
When a carbon-carbon single bond is contained in R 14 to R 18 , at least one of the carbon-carbon single bonds may be replaced with a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond.
When a methylene group is contained in R 14 to R 18 , at least one of the above methylene groups may be substituted with a divalent heteroatom-containing group.
E is any one selected from the group consisting of direct bonds, oxygen atoms; sulfur atoms and methylene groups.
m 3 is an integer of 0 or 1, n 5 and n 6 are integers of 0 to 2, respectively, n 5 + n 6 is 2, and when n 5 is 1, n 3 is 0 to 4. It is an integer, n 3 is an integer 0 to 6 when n 5 is 2, n 4 is an integer 0 to 4 when n 6 is 1, and n 4 is 0 to 6 when n 6 is 2. an integer, n 7 is an integer of 0 to 7, n 8 is 1 or 2, n 7 when n 8 is 1 is an integer of 0 to 5, when n 8 is 2 n 7 Is an integer from 0 to 7.
R14、R15及びR16の電子供与性基としては、置換基を有してもよい炭素原子数1〜12アルキル基(−Rc);並びに、水酸基又はアセタール基に対して芳香環のオルト位又はパラ位に結合するアルコキシ基(−ORc)及びアルキルチオ基(−SRc);等が挙げられる。 As the electron donating group of R 14 , R 15 and R 16 , the number of carbon atoms 1 to 12 alkyl group (-R c ) which may have a substituent; and the aromatic ring with respect to the hydroxyl group or acetal group. Alkoxy groups (-OR c ) and alkylthio groups (-SR c ) bonded to the ortho-position or para-position; and the like can be mentioned.
上記Rcは、上記R3としてのアルキル基と同じ選択肢から選択される。また、R3のアルキル基が有する水素の1つがトリメチルシリル基、トリエチルシリル基及びジメチルエチルシリル基等のトリアルキルシリル基で置換されたシリル基置換アルキル基;上記アルキル基において、上記化合物(11)〜(13)が有する芳香環に直接結合していない炭素原子が持つ水素原子の少なくとも1つがシアノ基又はフルオロ基等で置換されたアルキル基;等も好ましく挙げられる。 The R c is selected from the same options as the alkyl group as the R 3 . Further, one of a trimethylsilyl group hydrogen with an alkyl group R 3, a silyl group-substituted alkyl group substituted by a trialkylsilyl group such as triethylsilyl group and dimethyl triethylsilyl group; in the alkyl group, the compound (11) Alkyl groups in which at least one of the hydrogen atoms of the carbon atom not directly bonded to the aromatic ring of (13) is substituted with a cyano group, a fluoro group, or the like; etc. are also preferably mentioned.
R14、R15及びR16の電子吸引性基としては、−C(=O)Rc;−C(=O)Arb;−C(=O)ORc;−SO2Rc;−SO2Arb;ニトロ基;ニトロソ基;トリフルオロメチル基;水酸基又はアセタール基に対してメタ位に置換された−ORc;水酸基又はアセタール基に対してメタ位に置換された−OR20(R20は、置換基を有していてもよいアルキルスルファニル基、アリールスルファニル基及びアルキルスルファニルフェニル基からなる群より選択されるいずれか);水酸基又はアセタール基に対してメタ位に置換された−SRc;水酸基又はアセタール基に対してメタ位に置換された−SArb;上記−C(=O)R21(R21は水素原子の一部又は全てがフッ素原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜20の直鎖、分枝又は環状のアルキル基;置換基を有してもよい炭素原子数6〜20のアリール基;置換基を有してもよい炭素原子数4〜20のヘテロアリール基;である);−C(=O)ORc、−SO2Rc及び−SR21中の炭素−炭素一重結合の少なくとも1つが炭素−炭素二重結合に置換された基又は炭素−炭素三重結合に置換された基;等が挙げられる。
R21のアルキル基、アリール基及びヘテロアリール基は、R3と同じ選択肢から選択できる。
The electron-withdrawing groups of R 14 , R 15 and R 16 include -C (= O) R c ; -C (= O) Ar b ; -C (= O) OR c ; -SO 2 R c ;- SO 2 Ar b ; nitro group; nitroso group; trifluoromethyl group; meta-substituted with respect to hydroxyl or acetal group-OR c ; meta-substituted with respect to hydroxyl or acetal group-OR 20 ( R 20 is an optionally substituted alkylsulfanyl group, one selected from the group consisting of arylsulfanyl group and alkylsulfanyl phenyl group); substituted meta to the hydroxyl group or an acetal group - SR c ; -SAr b substituted with a meta position with respect to a hydroxyl group or an acetal group; above-C (= O) R 21 (R 21 may have some or all of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms. A linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent; and 4 to 20 carbon atoms which may have a substituent. (I); a group in which at least one of the carbon-carbon single bonds in -C (= O) OR c , -SO 2 R c and -SR 21 is substituted with a carbon-carbon double bond or Groups substituted with a carbon-carbon triple bond; etc.
The alkyl, aryl and heteroaryl groups of R 21 can be selected from the same options as R 3 .
上記一般式(12)〜(14)で示される化合物が上記一般式(15)の*でR2基と結合したものとしては、例えば具体的に下記に示されるものが挙げられる。 As the compound represented by the general formula (12) to (14) is bonded to * in the R 2 group of the general formula (15) include those shown, for example, in concrete below.
(ユニットE)
本発明の一つの態様におけるポリマーは、上記のユニットA〜Dの他に、ユニットAより発生するポリマー酸が作用することで脱水反応を伴う分解反応によりスルホン酸を生成する酸増殖剤として作用し、粒子線や電磁波に対する感度を高めることができるユニットE(以下、「ユニットE」ともいう)を含有することが好ましい。
(Unit E)
In addition to the above units A to D, the polymer in one embodiment of the present invention acts as an acid propagating agent that produces sulfonic acid by a decomposition reaction accompanied by a dehydration reaction by the action of the polymer acid generated from the unit A. , It is preferable to contain a unit E (hereinafter, also referred to as "unit E") capable of increasing the sensitivity to particle beams and electromagnetic waves.
ユニットEは、下記一般式(24a)〜(24d)で示される化合物が挙げられる。 Examples of the unit E include compounds represented by the following general formulas (24a) to (24d).
上記一般式(24a)〜(24d)のR24〜R26はそれぞれ上記一般式(3)及び(4)で示されるR3と同じ選択肢から選択され、R3及びR4と同様に、R24〜R26は単結合で直接結合に、又は、酸素原子、硫黄原子及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、互いに環構造を形成してもよい。
上記一般式(24a)〜(24d)のR7〜R9及びR18それぞれ、上記一般式(8)及び(14)のR7〜R9及びR18と同じ選択肢から選択される。
R 24 to R 26 of the general formulas (24a) to (24d) are selected from the same options as R 3 represented by the general formulas (3) and (4), respectively, and like R 3 and R 4 , R 24- R 26 may form a ring structure with each other by a single bond and a direct bond, or via any one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom and a methylene group.
R 7 to R 9 and R 18 of the general formulas (24a) to (24d) are selected from the same options as R 7 to R 9 and R 18 of the general formulas (8) and (14), respectively.
上記ユニットEとしては、例えば下記に示される構造を有するものが挙げられるが、本発明はこれに限定されない。 Examples of the unit E include those having the structure shown below, but the present invention is not limited thereto.
上記ユニットEのポリマー中の含有量としては、上記ユニットA及びユニットBの合量に対し、0〜4モル当量であることが好ましい。 The content of the unit E in the polymer is preferably 0 to 4 molar equivalents with respect to the total amount of the units A and B.
(その他のユニット)
本発明の一つの態様におけるポリマーは、上記ユニットA〜Eの他に、本発明の効果を損なわない範囲で、レジスト組成物として通常用いられるユニットを有していてもよい。
例えば、上記一般式(15)の*部分にエーテル基、ラクトン骨格、スルトン骨格、スルホラン骨格、エステル基、ヒドロキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基等を含有する骨格を有するユニット(以下、「ユニットF」ともいう)が挙げられる。
(Other units)
In addition to the above units A to E, the polymer in one embodiment of the present invention may have a unit usually used as a resist composition as long as the effects of the present invention are not impaired.
For example, a unit having a skeleton containing an ether group, a lactone skeleton, a sultone skeleton, a sulfolane skeleton, an ester group, a hydroxy group, an epoxy group, a glycidyl group, an oxetanyl group, etc. in the * portion of the general formula (15) (hereinafter, " (Also referred to as "unit F").
上記一般式(15)の*部分にラクトン骨格;スルトン骨格;スルホラン骨格を含有するものは下記に示すものが例示できる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。 Examples of those containing a lactone skeleton; a sultone skeleton; and a sulfolane skeleton in the * portion of the general formula (15) can be exemplified below. However, the present invention is not limited to this.
上記一般式(15)の*部分にヒドロキシ基を有する上記ユニットFは、上記ユニットAから上記ポリマー型共役塩基と水素陽イオンとが対となった状態が生成する際の水素源となり得、酸発生効率を向上させることができ、高感度となるため好ましい。より好ましくは、上記ユニットBに対する反応性が低く、水素源となり得るものである。 The unit F having a hydroxy group in the * portion of the general formula (15) can serve as a hydrogen source when a state in which a polymer-type conjugate base and a hydrogen cation are paired is generated from the unit A, and is an acid. It is preferable because the generation efficiency can be improved and the sensitivity becomes high. More preferably, it has low reactivity with the unit B and can serve as a hydrogen source.
上記一般式(15)の*部分にヒドロキシ基を有する上記ユニットFとしては、下記に示すものが例示できる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。 Examples of the unit F having a hydroxy group in the * portion of the general formula (15) include those shown below. However, the present invention is not limited to this.
上記ポリマーに、シロキサンユニットを含むことで、酸素エッチング耐性の高い上記ユニットBと同様に酸素エッチング耐性の高い上記シロキサンユニットを組み込むことでエッチング耐性の異なる多層膜を構築するフォトレジストにおいてスピンオングラス(SoG)層を省略して直接SoC層へとパターンを転写することが容易になるため、スループットの改善ができる。そのため、上記ユニットA〜Fに加えてシロキサンユニットを含むことも好ましい。 Spin-on glass (SoG) in a photoresist that constructs a multilayer film having different etching resistance by incorporating the siloxane unit having high oxygen etching resistance as well as the unit B having high oxygen etching resistance by containing the siloxane unit in the polymer. ) It becomes easy to omit the layer and transfer the pattern directly to the SoC layer, so that the throughput can be improved. Therefore, it is also preferable to include a siloxane unit in addition to the above units A to F.
上記シロキサンユニットとしては、シルセスシオキサン(POSS)が好ましい。 As the siloxane unit, silsessioxane (POSS) is preferable.
上記シロセスシロキサンとしては、例えば、アクリロールPOSS、アクリロールイソブチルPOSS、メタクリルイソブチルPOSS、メタクリレートシクロヘキシルPOSS、メタクリレートイソブチルPOSS、メタクリレートエチルPOSS、メタクリルエチルPOSS、メタクリレートイソオクチルPOSS、メタクリルイソオクチルPOSS、メタクリルフェニルPOSS等の化合物が挙げられる。 Examples of the siloses siloxane include acrylicol POSS, acrylic isobutyl POSS, methacrylic isobutyl POSS, methacrylate cyclohexyl POSS, methacrylate isobutyl POSS, methacrylate ethyl POSS, methacrylic ethyl POSS, methacrylate octyl POSS, methacrylic isooctyl POSS, and methacrylic phenyl. Examples include compounds such as POSS.
更に、上記ユニットBに下記一般式(25)に示すようなトリス(トリメチルシリルオキシ)シリル基等のシリルエーテル類を導入することで、酸素プラズマのエッチング耐性を高く維持したうえでユニットAから発生する酸を触媒とした加水分解反応によって架橋させることが出来るためが好ましい。
(各ユニットを構成する化合物の合成方法)
上記ユニットAを構成する化合物は、後述の実施例でいくつか例示する。さらに例えば、特開2009−263487号公報を準処することでも得られる。
上記ユニットBを構成する化合物の合成は、後述の実施例でいくつか例示する。その他の方法として下記が挙げられる。
例えば上記ユニットBが上記一般式(6)で示される場合、上記ユニットBを構成する化合物としては下記一般式(26)に示される構造を有する化合物が挙げられる。下記一般式(26)で示される化合物は、例えば、下記の方法によって合成する。まず、上記金属原子又は半金属原子Xのハロゲン化物と、上記第2スペーサの一部である(L1及びR2)を介してR1を有する重合性基に共有結合したジアミンを溶液中で混合して錯体を得る。次いで、硫酸銀を加えて沈殿した塩化銀をろ別した後にシュウ酸と水酸化ナトリウム水溶液を加えて一晩撹拌する。得られた沈殿物を回収することで下記式(26)に示される化合物を得ることが出来る。
(Method of synthesizing compounds constituting each unit)
Some of the compounds constituting the unit A will be illustrated in Examples described later. Further, for example, it can also be obtained by applying Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-263487.
Some synthesis of the compounds constituting the unit B will be illustrated in Examples described later. Other methods include the following.
For example, when the unit B is represented by the general formula (6), the compound constituting the unit B includes a compound having a structure represented by the following general formula (26). The compound represented by the following general formula (26) is synthesized, for example, by the following method. First, a halide of the metal atom or metalloid atom X and a diamine covalently bonded to a polymerizable group having R 1 via a part (L 1 and R 2 ) of the second spacer are covalently bonded in a solution. Mix to obtain a complex. Then, silver sulfate is added to filter out the precipitated silver chloride, and then oxalic acid and an aqueous sodium hydroxide solution are added and stirred overnight. By recovering the obtained precipitate, the compound represented by the following formula (26) can be obtained.
上記ユニットCの合成としては、酸解離性基を有するモノマーの通常の合成方法で得ることができる。例えば、特WO2009/110388号公報を準処すればよい。
上記ユニットDの合成、後述の実施例でいくつか例示する。その他の方法として例えば先WO2016/133073が挙げられる。
上記ユニットEの合成としては、酸増殖剤として作用する構造をを有するモノマーの通常の合成方法で得ることができる。例えば、Journal of Photopolymer sicence and Technology 17 (2004) 427−432を準処すればよい。
上記ユニットFの合成としては、ラクトン及びスルトン骨格等を含有するモノマーの通常の合成方法で得ることができる。例えば、特開2011−184390号公報を準処すればよい。
The unit C can be synthesized by a usual method for synthesizing a monomer having an acid dissociative group. For example, Japanese Patent Publication No. WO2009 / 110388 may be applied.
Some examples will be given in the synthesis of the above unit D and the examples described later. As another method, for example, WO2016 / 133073 can be mentioned.
The unit E can be synthesized by a usual method for synthesizing a monomer having a structure that acts as an acid growth agent. For example, the Journal of Photopolymer science and Technology 17 (2004) 427-432 may be applied.
The unit F can be synthesized by a usual method for synthesizing a monomer containing a lactone, a sultone skeleton, or the like. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-184390 may be applied.
<2>レジスト組成物
本発明の一つの態様のレジスト組成物は、上記ポリマーを含有することを特徴とする。上記ポリマー以外に、増感化合物、有機金属化合物及び有機金属錯体等の成分を任意に含有していてもよい。以下、各成分について説明する。
<2> Resist Composition The resist composition according to one aspect of the present invention is characterized by containing the above polymer. In addition to the above polymer, components such as a sensitizing compound, an organometallic compound and an organometallic complex may be optionally contained. Hereinafter, each component will be described.
(増感化合物)
本発明の一つの態様のレジスト組成物は、上記ポリマーのみ含有する構成であってもよいが、上記ポリマーに加えて、その他の成分、例えばユニットDに含まれる上記一般式(12)〜(14)で示される化合物をポリマーのユニットしてでなく、単体でさらに含有してもよい。レジスト組成物にこれらを含有することで、増感剤として作用し、粒子線又は電磁波に対する感度を高めることができる。
(Sensorizing compound)
The resist composition of one aspect of the present invention may have a structure containing only the above polymer, but in addition to the above polymer, other components, for example, the above general formulas (12) to (14) contained in the unit D. ) May be further contained alone, not as a unit of polymer. By containing these in the resist composition, it can act as a sensitizer and increase the sensitivity to particle beams or electromagnetic waves.
上記増感化合物のレジスト組成物中の含有量としては、上記ユニットA及びユニットBの合量に対し、0〜1モル当量であることが好ましい。 The content of the sensitizing compound in the resist composition is preferably 0 to 1 molar equivalent with respect to the total amount of the units A and B.
(有機金属化合物及び有機金属錯体)
本発明の一つの態様のレジスト組成物は、有機金属化合物及び有機金属錯体のいずれかをさらに含有することが好ましい。
上記金属は、Al、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、I、Xe、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Po、At、Rn及びRaからなる群より選択される少なくとも1種であることが、上記ユニットA及び上記ユニットBを増感できることから好ましい。
(Organometallic compounds and organometallic complexes)
The resist composition of one aspect of the present invention preferably further contains either an organometallic compound or an organometallic complex.
The metals include Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, I, Xe, Hf, Ta, W, The unit A and the unit B are sensitized by being at least one selected from the group consisting of Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Po, At, Rn and Ra. It is preferable because it can be done.
上記有機金属化合物としては、テトラアリール錫、テトラアルキル錫、ビス(アルキルホスフィン)白金等が挙げられる。
有機金属錯体としては、アクリル酸ハフニウム(IV)、アクリル酸ジルコニウム(IV)、アクリル酸ビスマス(III)、酢酸ビスマス(III)、シュウ酸スズ(II)等が挙げられる。
上記有機金属化合物及び有機金属錯体のレジスト組成物中の配合量は、ユニットAに対して0〜0.5モル当量であることが好ましい。
Examples of the organometallic compound include tetraaryl tin, tetraalkyl tin, and bis (alkylphosphine) platinum.
Examples of the organic metal complex include hafnium acrylate (IV), zirconium acrylate (IV), bismuth acrylate (III), bismuth acetate (III), tin oxalate (II) and the like.
The blending amount of the organometallic compound and the organometallic complex in the resist composition is preferably 0 to 0.5 molar equivalent with respect to the unit A.
(その他の成分)
本発明の一つの態様のレジスト組成物は、いずれの態様においても、本発明の効果を損なわない範囲で他の成分を配合してもよい。配合可能な成分としては、公知の添加剤、例えば、含フッ素はっ水ポリマー、酸拡散制御剤、界面活性剤、充填剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、光安定剤、酸化防止剤、イオン補足剤、有機カルボン酸、溶解抑制剤及び溶剤等から選ばれる少なくとも1つを添加してもよい。
(Other ingredients)
In any of the embodiments, the resist composition according to one aspect of the present invention may contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the components that can be blended include known additives such as a fluorine-containing water-repellent polymer, an acid diffusion control agent, a surfactant, a filler, a pigment, an antistatic agent, a flame retardant, a light stabilizer, and an antioxidant. At least one selected from an ion catching agent, an organic carboxylic acid, a dissolution inhibitor, a solvent and the like may be added.
上記含フッ素はっ水ポリマーとしては、液浸露光プロセスに通常用いられるものが挙げられ、上記ポリマーよりもフッ素原子含有率が大きい方が好ましい。それにより、レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する場合に、含フッ素はっ水ポリマーのはっ水性に起因して、レジスト膜表面に上記含フッ素はっ水ポリマーを偏在化させることができる。 Examples of the fluorine-containing water-repellent polymer include those usually used in an immersion exposure process, and those having a higher fluorine atom content than the polymer are preferable. Thereby, when the resist film is formed by using the resist composition, the fluorine-containing water-repellent polymer can be unevenly distributed on the surface of the resist film due to the water repellency of the fluorine-containing water-repellent polymer. ..
上記界面活性剤は、塗布性を向上させるために用いることが好ましい。界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマー等が挙げられる。 The above-mentioned surfactant is preferably used to improve the coatability. Examples of surfactants include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, sorbitan fatty acid esters, and polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters. Examples thereof include agents, fluorosurfactants, and organosiloxane polymers.
界面活性剤の含有量は、レジスト組成物成分100質量部に対して0.0001〜2質量部であることが好ましく、0.0005〜1質量%であることがより好ましい。 The content of the surfactant is preferably 0.0001 to 2 parts by mass, more preferably 0.0005 to 1% by mass, based on 100 parts by mass of the resist composition component.
上記酸拡散制御剤は、光酸発生剤から生じる酸のレジスト膜中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を制御する効果を奏する。そのため、得られるレジスト組成物の貯蔵安定性がさらに向上し、またレジストとしての解像度がさらに向上するとともに、露光から現像処理までの引き置き時間の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に優れたレジスト組成物が得られる。 The acid diffusion control agent has the effect of controlling the diffusion phenomenon of the acid generated from the photoacid generator in the resist film and controlling an unfavorable chemical reaction in the non-exposed region. Therefore, the storage stability of the obtained resist composition is further improved, the resolution of the resist is further improved, and the line width change of the resist pattern due to the fluctuation of the leaving time from the exposure to the development process can be suppressed. , A resist composition having excellent process stability can be obtained.
酸拡散制御剤としては、例えば、同一分子内に窒素原子を1個有する化合物、2個有する化合物、窒素原子を3個有する化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等が挙げられる。また、酸拡散制御剤として、露光により感光し弱酸を発生する光崩壊性塩基を用いることもできる。光崩壊性塩基としては、例えば、露光により分解して酸拡散制御性を失うオニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物等が挙げられる。 Examples of the acid diffusion control agent include a compound having one nitrogen atom in the same molecule, a compound having two nitrogen atoms, a compound having three nitrogen atoms, an amide group-containing compound, a urea compound, and a nitrogen-containing heterocyclic compound. Be done. Further, as the acid diffusion control agent, a photodisintegrating base that is exposed to exposure to generate a weak acid can also be used. Examples of the photodisintegrating base include onium salt compounds and iodonium salt compounds that are decomposed by exposure and lose their acid diffusion controllability.
酸拡散制御剤として具体的には、特許3577743号、特開2001−215689号、特開2001−166476号、特開2008−102383号、特開2010−243773号、特開2011−37835号及び特開2012−173505号に記載の化合物が挙げられる。 Specifically, as the acid diffusion control agent, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3577743, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-215689, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-166476, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-102383, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-243773, JP-A-2011-37835 and Examples thereof include the compounds described in Open 2012-173505.
酸拡散制御剤の含有量は、レジスト組成物成分100質量部に対して0.01〜10質量部であることが好ましく、0.03〜5質量部であることがより好ましく、0.05〜3質量部であることがさらに好ましい。 The content of the acid diffusion control agent is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.03 to 5 parts by mass, and 0.05 to 0.05 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resist composition component. It is more preferably 3 parts by mass.
上記有機カルボン酸としては、脂肪族カルボン酸、脂環式カルボン酸、不飽和脂肪族カルボン酸、オキシカルボン酸、アルコキシカルボン酸、ケトカルボン酸、安息香酸誘導体、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、2−ナフトエ酸、1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸等を挙げることができる。電子線露光を真空化で行う際にはレジスト膜表面より揮発して描画チャンバー内を汚染してしまう恐れがあるので、好ましい有機カルボン酸としては、芳香族有機カルボン酸、その中でも例えば安息香酸、1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸が好適である。 Examples of the organic carboxylic acid include aliphatic carboxylic acid, alicyclic carboxylic acid, unsaturated aliphatic carboxylic acid, oxycarboxylic acid, alkoxycarboxylic acid, ketocarboxylic acid, benzoic acid derivative, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 2 Examples thereof include −naphthoic acid, 1-hydroxy-2-naphthoic acid, 2-hydroxy-3-naphthoic acid and the like. When electron beam exposure is performed by vacuuming, it may volatilize from the surface of the resist film and contaminate the inside of the drawing chamber. Therefore, preferable organic carboxylic acids are aromatic organic carboxylic acids, among which, for example, benzoic acid. 1-Hydroxy-2-naphthoic acid and 2-hydroxy-3-naphthoic acid are preferable.
有機カルボン酸の含有量は、レジスト組成物成分100質量部に対し、0.01〜10質量部が好ましく、より好ましくは0.01〜5質量部、更により好ましくは0.01〜3質量部である。 The content of the organic carboxylic acid is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.01 to 5 parts by mass, and even more preferably 0.01 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resist composition component. Is.
有機溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、β−メトキシイソ酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、トルエン、キシレン、酢酸シクロヘキシル、ジアセトンアルコール、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等が好ましい。これらの有機溶剤は単独又は組み合わせて用いられる。 Examples of the organic solvent include ethylene glycol monoethyl ether acetate, cyclohexanone, 2-heptanone, propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether propionate, and propylene glycol monoethyl ether. Acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl β-methoxyisobutyrate, ethyl butyrate, propyl butyrate, methylisobutylketone, ethyl acetate, isoamyl acetate, ethyl lactate, toluene, xylene, cyclohexyl acetate, diacetone Alcohol, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, propylene carbonate, ethylene carbonate and the like are preferable. These organic solvents are used alone or in combination.
レジスト組成物成分は、固形分濃度として1〜40質量%で上記溶剤に溶解することが好ましい。より好ましくは1〜30質量%、更に好ましくは3〜20質量%である。このような固形分濃度の範囲とすることで、上記の膜厚を達成できる。 The resist composition component is preferably dissolved in the above solvent at a solid content concentration of 1 to 40% by mass. It is more preferably 1 to 30% by mass, still more preferably 3 to 20% by mass. The above film thickness can be achieved by setting the solid content concentration in the range.
本発明のひとつの態様のレジスト組成物がポリマーを含む場合、ポリマーは、重量平均分子量が2000〜200000であることが好ましく、2000〜50000であることがより好ましく、2000〜15000であることがさらに好ましい。上記ポリマーの好ましい分散度(分子量分布)(Mw/Mn)は、感度の観点から、1.0〜1.7であり、より好ましくは1.0〜1.2である。上記ポリマーの重量平均分子量及び分散度は、GPC測定によるポリスチレン換算値として定義される。 When the resist composition of one embodiment of the present invention comprises a polymer, the polymer preferably has a weight average molecular weight of 2000 to 200,000, more preferably 2000 to 50000, and further preferably 2000 to 15000. preferable. The preferred dispersity (molecular weight distribution) (Mw / Mn) of the polymer is 1.0 to 1.7, more preferably 1.0 to 1.2, from the viewpoint of sensitivity. The weight average molecular weight and dispersity of the polymer are defined as polystyrene-equivalent values measured by GPC.
本発明のひとつの態様の組成物は、上記組成物の各成分を混合することにより得られ、混合方法は特に限定されない。 The composition of one aspect of the present invention is obtained by mixing each component of the above composition, and the mixing method is not particularly limited.
<3>レジスト組成物の調製方法
本発明の一つの態様のレジスト組成物の調製方法は特に制限はなく、上記ポリマー及びその他の任意成分を混合、溶解又は混練する等の公知の方法により調製することができる。
上記ポリマーは、上記ユニットA及びユニットBを構成するモノマー、並びに、必要によりその他のユニットを構成するモノマーを通常の方法により適宜重合して合成できる。しかしながら、本発明に係るポリマーの製造方法はこれに限定されない。
<3> Method for preparing resist composition The method for preparing the resist composition according to one aspect of the present invention is not particularly limited, and the resist composition is prepared by a known method such as mixing, dissolving or kneading the above polymer and other optional components. be able to.
The polymer can be synthesized by appropriately polymerizing the monomers constituting the units A and B, and if necessary, the monomers constituting the other units by a usual method. However, the method for producing a polymer according to the present invention is not limited to this.
<4>デバイスの製造方法
本発明の1つの形態は、上記レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程と、粒子線又は電磁波を用いて、上記レジスト膜を露光する工程と、上記露光されたレジスト膜を現像してパターンを得る工程と、を含むデバイスの製造方法である。
<4> Device Manufacturing Method One embodiment of the present invention includes a step of forming a resist film on a substrate using the resist composition, and a step of exposing the resist film using particle beams or electromagnetic waves. This is a method for manufacturing a device, which includes a step of developing the exposed resist film to obtain a pattern.
露光する工程において露光に用いる粒子線又は電磁波としては、それぞれ電子線、EUVが挙げられる。
光の照射量は、レジスト組成物中の各成分の種類及び配合割合、並びに塗膜の膜厚等によって異なるが、1J/cm2以下又は1000μC/cm2以下であることが好ましい。
上記レジスト組成物は、ポリマー中に増感ユニット(ユニットD)として含むか、又は、増感化合物とし含む場合、粒子線又は電磁波等の第1活性エネルギー線の照射後に、紫外線等で第2活性エネルギー線の照射を行うことも好ましい。
Examples of the particle beam or electromagnetic wave used for exposure in the exposure step include electron beam and EUV, respectively.
The amount of light irradiation varies depending on the type and blending ratio of each component in the resist composition, the film thickness of the coating film, and the like, but is preferably 1 J / cm 2 or less or 1000 μC / cm 2 or less.
When the resist composition is contained in the polymer as a sensitizing unit (unit D) or as a sensitizing compound, it is secondly activated by ultraviolet rays or the like after irradiation with a first active energy ray such as a particle beam or an electromagnetic wave. It is also preferable to irradiate with energy rays.
本発明のひとつの形態は、上記組成物を用いて、レジスト膜を形成する工程と第1活性エネルギー線を照射する工程と任意に第2活性エネルギーを照射する工程とパターンを形成する工程とを含み、個片化チップを得る前のパターンを有する基板の製造方法であってもよい。
本発明のひとつの形態は、上記組成物を用いて基板上に塗布膜を形成する工程と、第1活性エネルギー線及び任意に第2活性エネルギー線を用いて、上記塗布膜を露光し、層間絶縁膜を得る工程とを含むデバイスの製造方法であってもよい。
One embodiment of the present invention comprises a step of forming a resist film, a step of irradiating a first active energy ray, a step of optionally irradiating a second active energy, and a step of forming a pattern using the above composition. It may be a method of manufacturing a substrate which includes and has a pattern before obtaining an individualized chip.
One embodiment of the present invention includes a step of forming a coating film on a substrate using the above composition, and exposing the coating film with a first active energy ray and optionally a second active energy ray to form an interlayer. It may be a method of manufacturing a device including a step of obtaining an insulating film.
第1活性エネルギー線及び第2活性エネルギー線としては、本発明のいくつかの態様に係るオニウム塩構造が、第2活性エネルギー線に顕著な吸収を持たなければ特に制限はないが、第1活性エネルギー線が粒子線のとき、第2活性エネルギー線は電磁波であることが好ましい。第1活性エネルギー線が電磁波のとき、該第1活性エネルギー線の波長は第2活性エネルギー線の波長よりも短いことが好ましい。下記に各活性エネルギー線を例示する。
第1活性エネルギー線としては、レジスト膜照射後に該レジスト膜中に酸等の活性種を発生させることができれば特に制限はないが、例えば、KrFエキシマレーザ光、ArFエキシマレーザ光、電子線又は極端紫外線(EUV)等が好ましく挙げられる。
The first active energy ray and the second active energy ray are not particularly limited as long as the onium salt structure according to some aspects of the present invention does not have significant absorption in the second active energy ray, but the first activity. When the energy ray is a particle beam, the second active energy ray is preferably an electromagnetic wave. When the first active energy ray is an electromagnetic wave, the wavelength of the first active energy ray is preferably shorter than the wavelength of the second active energy ray. Each active energy ray is illustrated below.
The first active energy ray is not particularly limited as long as an active species such as an acid can be generated in the resist film after irradiation with the resist film. For example, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, electron beam or extreme. Ultraviolet light (EUV) and the like are preferably mentioned.
第2活性エネルギー線としては、第1活性エネルギー線の照射後にレジスト膜中に発生した酸により、上記一般式(XI)の増感化合物もしくはそれを有するユニットDのアセタール又はチオアセタール部分が脱保護して生成したケトン誘導体を活性化し得る光であればよい。例えば、KrFエキシマレーザ光、UV、可視光線等を意味し、特にUV光のうち365nm(i線)〜436nm(g線)領域の光を用いることが好ましい。 As the second active energy ray, the acetal or thioacetal portion of the sensitizing compound of the above general formula (XI) or the unit D having the same is deprotected by the acid generated in the resist film after the irradiation with the first active energy ray. Any light may be used as long as it can activate the ketone derivative thus produced. For example, it means KrF excimer laser light, UV, visible light, etc., and it is particularly preferable to use light in the range of 365 nm (i line) to 436 nm (g line) among UV light.
上記基板としては、特に限定されず公知のものを用いることができる。例えば、シリコン、窒化シリコン、チタン、タンタル、パラジウム、銅、クロム、アルミニウム等の金属製の基板;ガラス基板;等が挙げられる。
本発明のひとつの態様において、LSI作成のための層間絶縁膜等を得るために用いるフォトリソグラフィ工程の露光に用いる活性エネルギー線としては、UV、KrFエキシマレーザ光、ArFエキシマレーザ光、電子線又は極端紫外線(EUV)等が好ましく挙げられる。
The substrate is not particularly limited and a known substrate can be used. For example, a metal substrate such as silicon, silicon nitride, titanium, tantalum, palladium, copper, chromium, aluminum; a glass substrate; and the like can be mentioned.
In one embodiment of the present invention, the active energy rays used for exposure in the photolithography step used to obtain an interlayer insulating film for creating an LSI include UV, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, electron beams, or Extreme ultraviolet (EUV) and the like are preferably mentioned.
本発明のひとつの態様において、上記レジスト組成物により形成されたレジスト膜の膜厚は10〜200nmであることが好ましい。上記レジスト組成物は、スピンコート、ロールコート、フローコート、ディップコート、スプレーコート、ドクターコート等の適当な塗布方法により基板上に塗布され、60〜150℃で1〜20分間、好ましくは80〜120℃で1〜10分間プリベークして薄膜を形成する。この塗布膜の膜厚は5〜200nmであり、10〜100nmであることが好ましい。 In one aspect of the present invention, the film thickness of the resist film formed by the resist composition is preferably 10 to 200 nm. The resist composition is applied onto a substrate by an appropriate coating method such as spin coating, roll coating, flow coating, dip coating, spray coating, doctor coating, etc., and is applied at 60 to 150 ° C. for 1 to 20 minutes, preferably 80 to 80 to. Prebake at 120 ° C. for 1-10 minutes to form a thin film. The film thickness of this coating film is 5 to 200 nm, preferably 10 to 100 nm.
本発明のひとつの態様において、上記第1活性エネルギー線照射後及び第2活性エネルギー線照射との間に、上記レジスト組成物により形成された膜を60〜150℃で1〜20分間、好ましくは80〜120℃で1〜10分間ポストベイクする。
ポストベイクを行うことで、上記第1活性エネルギー線照射後に生成した上記ポリマーに結合した酸とユニットBの架橋反応が進行し、ポリマー鎖の架橋密度を向上させられる。
In one embodiment of the present invention, a film formed by the resist composition is formed at 60 to 150 ° C. for 1 to 20 minutes, preferably after the irradiation with the first active energy ray and between the irradiation with the second active energy ray. Post-bake at 80-120 ° C. for 1-10 minutes.
By performing post-baking, the cross-linking reaction between the acid bonded to the polymer generated after the irradiation with the first active energy ray and the unit B proceeds, and the cross-linking density of the polymer chain can be improved.
以下、本発明のいくつかの態様を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら制限されるものではない。
本発明においてモル吸光係数は、溶媒としてクロロホルムを用い、UV−VIS吸光光度計により測定されたクロロホルム溶媒での365nmにおけるものである。
<ユニットAを構成する化合物A1の合成>
(合成例1)ジベンゾチオフェン−9−オキシドの合成
Hereinafter, some aspects of the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.
In the present invention, the molar extinction coefficient is at 365 nm in a chloroform solvent measured by a UV-VIS absorptiometer using chloroform as a solvent.
<Synthesis of compound A1 constituting unit A>
(Synthesis Example 1) Synthesis of dibenzothiophene-9-oxide
ジベンゾチオフェン7.0gをギ酸21.0gに溶解して35℃とする。これに35質量%過酸化水素水4.1gを滴下して25℃で5時間撹拌する。冷却後、反応液を純水50gに滴下し固体を析出させる。析出した固体をろ別し、純水20gで2回洗浄した後、アセトンを用いて再結晶する。これをろ過した後に乾燥することでジベンゾチオフェン−9−オキシドを7.6g得る。 Dissolve 7.0 g of dibenzothiophene in 21.0 g of formic acid to bring it to 35 ° C. 4.1 g of 35 mass% hydrogen peroxide solution is added dropwise thereto, and the mixture is stirred at 25 ° C. for 5 hours. After cooling, the reaction solution is added dropwise to 50 g of pure water to precipitate a solid. The precipitated solid is separated by filtration, washed twice with 20 g of pure water, and then recrystallized with acetone. This is filtered and then dried to obtain 7.6 g of dibenzothiophene-9-oxide.
(合成例2)9−フェニルジベンゾチオフェニウム−メタンスルホネートの合成 (Synthesis Example 2) Synthesis of 9-Phenyldibenzothiophenium-Methanesulfonate
上記合成例1で得たジベンゾチオフェン−9−オキシド7.0gとベンゼン2.7gとをメタンスルホン酸33gに溶解して25℃とする。これに五酸化二リン2.6gを添加して室温で15時間撹拌する。その後純水105gを添加してさらに5分撹拌後、酢酸エチル35gで2回洗浄することで、9−フェニルジベンゾチオフェニウム−メタンスルホンネート水溶液を115g得る。 7.0 g of dibenzothiophene-9-oxide and 2.7 g of benzene obtained in Synthesis Example 1 above are dissolved in 33 g of methanesulfonic acid to bring the temperature to 25 ° C. To this, 2.6 g of diphosphorus pentoxide is added, and the mixture is stirred at room temperature for 15 hours. Then, 105 g of pure water is added, the mixture is further stirred for 5 minutes, and then washed twice with 35 g of ethyl acetate to obtain 115 g of a 9-phenyldibenzothiophenium-methanesulfonate aqueous solution.
(合成例3)9−フェニルジベンゾチオフェニウム−パラ−スチレンスルホネート(化合物A1)の合成 (Synthesis Example 3) Synthesis of 9-Phenyldibenzothiophenium-para-styrene sulfonate (Compound A1)
上記合成例2で得た9−フェニルジベンゾチオフェニウム−メタンスルホネート水溶液115gとパラ‐スチレンスルホネート5.8gと塩化メチレン220gを混合し、25℃で3時間撹拌する。撹拌後、有機層を回収し、純水100gで3回洗浄した後に、回収した有機層を濃縮し、得られた固体を乾燥させて9−フェニルジベンゾチオフェニウム−パラ‐スチレンスルホネート(化合物A1)を9.9g得る。得られた化合物の365nmのモル吸光係数は1.0×105cm2/mol以下である。 115 g of the 9-phenyldibenzothiophenium-methanesulfonate aqueous solution obtained in Synthesis Example 2, 5.8 g of para-styrenesulfonate and 220 g of methylene chloride are mixed and stirred at 25 ° C. for 3 hours. After stirring, the organic layer was recovered, washed 3 times with 100 g of pure water, the recovered organic layer was concentrated, and the obtained solid was dried to 9-phenyldibenzothiophenium-para-styrene sulfonate (Compound A1). ) Is obtained in an amount of 9.9 g. 365nm molar extinction coefficient of the resulting compound is less 1.0 × 10 5 cm 2 / mol .
<ユニットAを構成する化合物A2の合成>
(合成例4)9−フェニルジベンゾチオフェニウム−4−メタクリルオキシ−1,1,2−トリフルオロブタンスルホネート(化合物A2)の合成
<Synthesis of compound A2 constituting unit A>
(Synthesis Example 4) Synthesis of 9-Phenyldibenzothiophenium-4-methacrylicoxy-1,1,2-trifluorobutanesulfonate (Compound A2)
パラ‐スチレンスルホン酸ナトリウムに代えて4−メタクリルオキシ−1,1,2−トリフルオロブタンスルホン酸ナトリウムを用いる以外は上記合成例3と同様の操作を行うことで、9−フェニルジベンゾチオフェニウム−4−メタクリルオキシ−1,1,2−トリフルオロブタンスルホネート(化合物A2)を12g得る。 9-Phenyldibenzothiophenium was performed in the same manner as in Synthesis Example 3 above except that sodium 4-methacryloxy-1,1,2-trifluorobutanesulfonate was used instead of sodium para-styrene sulfonate. Obtain 12 g of -4-methacryloxy-1,1,2-trifluorobutane sulfonate (Compound A2).
<ユニットAを構成する化合物A3の合成>
(合成例5)2,3,5,6-テトラフルオロ-4-メタクリルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウムの合成
<Synthesis of compound A3 constituting unit A>
(Synthesis Example 5) Synthesis of 2,3,5,6-Tetrafluoro-4-Sodium Methacrylic Oxybenzene Sulfonate
2,3,5,6-テトラフルオロ-4-ヒドロキシベンゼンスルホン酸ナトリウム17.5gとメタクリル酸6.2g、テトラフルオロ酢酸50mlを混合し、0度に冷却後に無水トリフルオロ酢酸22mlを加え30分間撹拌する。その後、ロータリーエバポレーターで揮発性成分を留去し、得られた白色固体をアセトン100mlで洗浄した後に乾燥することで2,3,5,6-テトラフルオロ-4-メタクリルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウムを21g得る。 Mix 17.5 g of sodium 2,3,5,6-tetrafluoro-4-hydroxybenzenesulfonate, 6.2 g of methacrylic acid, and 50 ml of tetrafluoroacetic acid, cool to 0 ° C., add 22 ml of trifluoroacetic anhydride, and add for 30 minutes. Stir. Then, the volatile components were distilled off with a rotary evaporator, and the obtained white solid was washed with 100 ml of acetone and then dried to obtain 21 g of sodium 2,3,5,6-tetrafluoro-4-methacryloxybenzenesulfonate. obtain.
(合成例6)9−フェニルジベンゾチオフェニウム−2,3,5,6-テトラフルオロ-4-メタクリルオキシベンゼンスルホネート(化合物A3)の合成 (Synthesis Example 6) Synthesis of 9-Phenyldibenzothiophenium-2,3,5,6-tetrafluoro-4-methacrylicoxybenzenesulfonate (Compound A3)
パラ‐スチレンスルホン酸ナトリウムに代えて2,3,5,6-テトラフルオロ-4-メタクリルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウムを用いる以外は上記合成例3と同様の操作を行うことで、9−フェニルジベンゾチオフェニウム−2,3,5,6-テトラフルオロ-4-メタクリルオキシベンゼンスルホネート(化合物A3)を12.8g得る。 9-Phenyldibenzothio by performing the same operation as in Synthesis Example 3 above except that sodium 2,3,5,6-tetrafluoro-4-methacryloxybenzenesulfonate is used instead of sodium para-styrene sulfonate. Obtain 12.8 g of phenyloxy-2,3,5,6-tetrafluoro-4-methacryloxybenzenesulfonate (Compound A3).
(合成例7)トリフェニルスルホニウム‐メタンスルホネート (Synthesis Example 7) Triphenylsulfonium-methanesulfonate
ジベンゾチオフェン−9−オキシドに代えてジフェニルスルホキシドを用いる以外は上記合成例2と同様の操作を行うことで、トリフェニルスルホニウム−メタンスルホネート水溶液を115g得る。 115 g of a triphenylsulfonium-methanesulfonate aqueous solution can be obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 2 above except that diphenylsulfoxide is used instead of dibenzothiophene-9-oxide.
<ユニットAを構成する化合物A4の合成>
(合成例8)N‐メタクリル‐N‐メチルアミノエタンスルホン酸の合成
<Synthesis of compound A4 constituting unit A>
(Synthesis Example 8) Synthesis of N-methacryl-N-methylaminoethanesulfonic acid
メタクリル酸3.6gとジイソプロピルエチルアミン32.5gをジクロロメタン752gに加え、−30℃に冷却し、シアノリン酸ジエチル13.7gを加えて撹拌する。20分後、−20℃まで昇温し、N―メチルアミノエタンスルホン酸4.9gのジクロロメタン溶液47gを加える。二時間後、1N塩酸水溶液252gを加え、有機層を回収し、濃縮して得た組成物をカラムクロマトグラフィーで精製することでN‐メタクリル‐N‐メチルアミノエタンスルホン酸を5.8g得た。 Add 3.6 g of methacrylic acid and 32.5 g of diisopropylethylamine to 752 g of dichloromethane, cool to −30 ° C., add 13.7 g of diethyl cyanophosphate, and stir. After 20 minutes, the temperature is raised to −20 ° C., and 47 g of a dichloromethane solution of 4.9 g of N-methylaminoethanesulfonic acid is added. Two hours later, 252 g of a 1N hydrochloric acid aqueous solution was added, the organic layer was recovered, and the composition obtained by concentration was purified by column chromatography to obtain 5.8 g of N-methacryl-N-methylaminoethanesulfonic acid. ..
(合成例9)トリフェニルスルホニウム−N‐メタクリル‐N‐メチルアミノエタンスルホネート(化合物A4)の合成 (Synthesis Example 9) Synthesis of triphenylsulfonium-N-methacryl-N-methylaminoethanesulfonate (Compound A4)
上記合成例8で得たN‐メタクリル‐N‐メチルアミノエタンスルホン酸5.8gと水酸化ナトリウム1.1gを純水30gに溶解させた後、上記合成例7で得たトリフェニルスルホニウム‐メタンスルホネート水溶液125gとジクロロメタン220gを加えて3時間撹拌する。その後、有機層を回収し、純水100gで3回洗浄した後に、回収した有機層を濃縮し、得られた固体を乾燥させて9−フェニルジベンゾチオフェニウム−N‐メタクリル‐N‐メチルアミノエタンスルホネート(化合物A4)を11g得る。 After dissolving 5.8 g of N-methacryl-N-methylaminoethanesulfonic acid obtained in Synthesis Example 8 and 1.1 g of sodium hydroxide in 30 g of pure water, the triphenylsulfonium-methane obtained in Synthesis Example 7 above was dissolved. Add 125 g of sulfonate aqueous solution and 220 g of dichloromethane and stir for 3 hours. Then, the organic layer was recovered, washed 3 times with 100 g of pure water, the recovered organic layer was concentrated, and the obtained solid was dried to 9-phenyldibenzothiophenium-N-methacryl-N-methylamino. Obtain 11 g of ethane sulfonate (Compound A4).
<ユニットAを構成する化合物A5の合成>
(合成例10)トリフェニルスルホニウム−4−ビニルベンゾエート(化合物A5)の合成
<Synthesis of compound A5 constituting unit A>
(Synthesis Example 10) Synthesis of triphenylsulfonium-4-vinylbenzoate (Compound A5)
N‐メタクリル‐N‐メチルアミノエタンスルホン酸に代えて4−ビニル安息香酸を用いる以外は上記合成例9と同様の操作を行うことで、トリフェニルスルホニウム−4−ビニルベンゾエート(化合物A5)を2.8g得る。 By performing the same operation as in Synthesis Example 9 above except that 4-vinylbenzoic acid is used instead of N-methacryl-N-methylaminoethanesulfonic acid, triphenylsulfonium-4-vinylbenzoate (Compound A5) is 2 Obtain 0.8 g.
(合成例11)1‐(4-メトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム−メタンスルホネートの合成 (Synthesis Example 11) Synthesis of 1- (4-methoxynaphthalene-1-yl) tetrahydrothiophenium-methanesulfonate
ジベンゾチオフェン−9−オキシドに代えてテトラメチレンスルホキシドを用い、ベンゼンに代えて1−メトキシナフタレンを用いる以外は上記合成例2と同様の操作を行うことで、1‐(4-メトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム−メタンスルホネート水溶液を114g得る。 By performing the same operation as in Synthesis Example 2 above except that tetramethylene sulfoxide is used instead of dibenzothiophene-9-oxide and 1-methoxynaphthalene is used instead of benzene, 1- (4-methoxynaphthalene-1-) is used. Il) Obtain 114 g of a tetrahydrothiophenium-methanesulfonate aqueous solution.
<ユニットAを構成する化合物A6の合成>
(合成例12)2,6−ジフルオロ−4−ビニル安息香酸の合成
<Synthesis of compound A6 constituting unit A>
(Synthesis Example 12) Synthesis of 2,6-difluoro-4-vinylbenzoic acid
4−ビニル−2,6−ジフルオロ−安息香酸8.3gと硫酸マグネシウム8.4g、2,4,6−トリビニルシクロトリボロキサン・ピリジン錯体4.2g、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.44g、炭酸カルシウム7.0gを純水150gと1,2−ジメトキシエタン477gに溶解し、20時間還流させる。その後、酢酸エチル500gを加えて回収した有機層を濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製し、2,6−ジフルオロ−4−ビニル安息香酸を5.2g得た。 8.3 g of 4-vinyl-2,6-difluoro-benzoic acid and 8.4 g of magnesium sulfate, 4.2 g of 2,4,6-trivinylcyclotriboroxane-pyridine complex, 0.44 g of tetrakistriphenylphosphine palladium, 7.0 g of calcium carbonate is dissolved in 150 g of pure water and 477 g of 1,2-dimethoxyethane, and the mixture is refluxed for 20 hours. Then, 500 g of ethyl acetate was added and the recovered organic layer was concentrated and purified by column chromatography to obtain 5.2 g of 2,6-difluoro-4-vinylbenzoic acid.
(合成例13)1‐(4-メトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム−2,6−ジフルオロ−4−ビニルベンゾエート(化合物A6)の合成 (Synthesis Example 13) Synthesis of 1- (4-methoxynaphthalene-1-yl) tetrahydrothiophenium-2,6-difluoro-4-vinylbenzoate (Compound A6)
N‐メタクリル‐N‐メチルアミノエタンスルホン酸に代えて2,6−ジフルオロ−4−ビニル安息香酸を用い、トリフェニルスルホニウム−メタンスルホネートに代えて5−ナフチルテトラメチレンスルホニウム―メタンスルホネートを用いる以外は上記合成例9と同様の操作を行うことで、1‐(4-メトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム−2,6−ジフルオロ−4−ビニルベンゾエート(化合物A6)を4.4g得る。 Except for the use of 2,6-difluoro-4-vinylbenzoic acid in place of N-methacryl-N-methylaminoethanesulfonic acid and 5-naphthyltetramethylenesulfonium-methanesulfonate in place of triphenylsulfonium-methanesulfonate. By performing the same operation as in Synthesis Example 9, 4.4 g of 1- (4-methoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium-2,6-difluoro-4-vinylbenzoate (Compound A6) is obtained.
<ユニットAを構成する化合物A7の合成>
(合成例14)1−メタクリル−4−ピペリジンカルボン酸メチルの合成
<Synthesis of compound A7 constituting unit A>
(Synthesis Example 14) Synthesis of 1-methacryl-4-piperidin carboxylate methyl
N―メチルエタンスルホン酸に代えて4−ピペリジンカルボン酸メチルを用いる以外は上記合成例8と同様の操作を行うことで、1−メタクリル−4−ピペリジンカルボン酸メチルを5.9g得る。 By performing the same operation as in Synthesis Example 8 above except that methyl 4-piperidinecarboxylate is used instead of N-methylethanesulfonic acid, 5.9 g of methyl 1-methacryl-4-piperidine carboxylate can be obtained.
(合成例15)トリフェニルスルホニウム−1−メタクリル−4−ピペリジンカルボキシレート(化合物A7)の合成 (Synthesis Example 15) Synthesis of triphenylsulfonium-1-methacryl-4-piperidincarboxylate (Compound A7)
N‐メタクリル‐N‐メチルアミノエタンスルホン酸に代えて1−メタクリル−4−ピペリジンカルボン酸メチルを用い、1時間70℃で加熱することで加水分解後に25℃に冷却し、その後トリフェニルスルホニウム−メタンスルホネートを加える以外は上記合成例9と同様の操作を行うことで、トリフェニルスルホニウム−1−メタクリル−4−ピペリジンカルボキシレート(化合物A7)を2.3g得る。 Methyl 1-methacryl-4-piperidincarboxylate was used in place of N-methacryl-N-methylaminoethanesulfonic acid, and the mixture was heated at 70 ° C. for 1 hour to cool to 25 ° C. after hydrolysis, and then triphenylsulfonium-. 2.3 g of triphenylsulfonium-1-methacryl-4-piperidincarboxylate (Compound A7) is obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 9 except that methanesulfonate is added.
<ユニットAを構成する化合物A8の合成>
(合成例16)ジベンゾチオフェン−2−イル−ジベンゾチオフェニウム−メタンスルホネートの合成
<Synthesis of compound A8 constituting unit A>
(Synthesis Example 16) Synthesis of dibenzothiophen-2-yl-dibenzothiophenium-methanesulfonate
ベンゼンに代えてジベンゾチオフェンを用いる以外は上記合成例2と同様の操作を行うことでジベンゾチオフェン−2−イル−ジベンゾチオフェニウム−メタンスルホネート水溶液を118g得る。 118 g of an aqueous solution of dibenzothiophene-2-yl-dibenzothiophenium-methanesulfonate can be obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 2 except that dibenzothiophene is used instead of benzene.
(合成例17)2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−4−(4−ビニルベンゾイル)ブタン酸の合成
4−ブロモスチレン7.1gをテトラヒドロフランの32gに溶解させ、そこに1mol/LメチルマグネシウムブロミドのTHF溶液39mlを5℃以下で滴下する。滴下後、5℃以下で30分撹拌し、4−ビニルフェニルマグネシウムブロミドのTHF溶液を得る。2,2,3,3,4,4-ヘキサフルオロペンタン二酸無水物9.5gをTHF15gに溶解した溶液中に、4−メチルチオフェニルマグネシウムブロミドのTHF溶液を10℃以下で滴下し、その後25℃で1時間撹拌する。撹拌後、10質量%塩化アンモニウム水溶液50gを20℃以下で添加してさらに10分撹拌し、有機層を酢酸エチル80gで抽出する。これを水で洗浄後に酢酸エチル及びテトラヒドロフランを留去することで得た固体をカラムクロマトグラフィーで精製することで2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−4−(4−ビニルベンゾイル)ブタン酸を9.1g得る。 7.1 g of 4-bromostyrene is dissolved in 32 g of tetrahydrofuran, and 39 ml of a THF solution of 1 mol / L methylmagnesium bromide is added dropwise thereto at 5 ° C. or lower. After the dropwise addition, the mixture is stirred at 5 ° C. or lower for 30 minutes to obtain a THF solution of 4-vinylphenylmagnesium bromide. A THF solution of 4-methylthiophenylmagnesium bromide was added dropwise at 10 ° C. or lower in a solution prepared by dissolving 9.5 g of 2,2,3,3,4,4-hexafluoropentanediic anhydride in 15 g of THF, and then 25. Stir at ° C. for 1 hour. After stirring, 50 g of a 10 mass% ammonium chloride aqueous solution is added at 20 ° C. or lower, and the mixture is further stirred for 10 minutes, and the organic layer is extracted with 80 g of ethyl acetate. The solid obtained by washing this with water and distilling off ethyl acetate and tetrahydrofuran was purified by column chromatography to obtain 2,2,3,3,4,5-hexafluoro-4- (4-vinylbenzoyl). ) Obtain 9.1 g of butanoic acid.
(合成例18)ジベンゾチオフェン−2−イル−ジベンゾチオフェニウム−2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−4−(4−ビニルベンゾイル)ブタネート(化合物A8)の合成 (Synthesis Example 18) Synthesis of dibenzothiophen-2-yl-dibenzothiophenium-2,2,3,3,4,5-hexafluoro-4- (4-vinylbenzoyl) butanate (Compound A8)
N‐メタクリル‐N‐メチルアミノエタンスルホン酸に代えて2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−4−(4−ビニルベンゾイル)ブタン酸を用い、トリフェニルスルホニウム−メタンスルホネートに代えてジベンゾチオフェン−2−イル−ジベンゾチオフェニウム−メタンスルホネートを用いる以外は上記合成例9と同様の操作を行うことで、9−(2−ジベンゾチオフェニル)ジベンゾチオフェニウム−2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−4−(4−ビニルベンゾイル)ブタネート(化合物A8)を11.6g得る。 Use 2,2,3,3,4,4-hexafluoro-4- (4-vinylbenzoyl) butanoic acid instead of N-methacryl-N-methylaminoethanesulfonic acid and replace triphenylsulfonium-methanesulfonate. 9- (2-Dibenzothiophenyl) dibenzothiophenium-2,2, by performing the same operation as in Synthesis Example 9 above except that dibenzothiophene-2-yl-dibenzothiophenium-methanesulfonate is used. Obtain 11.6 g of 3,3,4,4-hexafluoro-4- (4-vinylbenzoyl) butanate (Compound A8).
<ユニットAを構成する化合物A9の合成>
(合成例19)ビス(4−tert−ブチルベンゼン)ヨードニウム−4−メタクリルオキシ−1,1,2−トリフルオロブタンスルホネート(化合物A9)の合成
<Synthesis of compound A9 constituting unit A>
(Synthesis Example 19) Synthesis of bis (4-tert-butylbenzene) iodonium-4-methacrylicoxy-1,1,2-trifluorobutanesulfonate (Compound A9)
硫酸36gに1−ヨード−4−tert−ブチルベンゼン9.1gを加え、その後10℃以下で過硫酸カリウム35gを少しずつ加えて30分間撹拌する。撹拌後、t−ブチルベンゼン62.8gを加えて25℃で3時間さらに撹拌する。撹拌後、10℃以下で純水68.2gを加えた後、塩化メチレン90gと4−メタクリロイルオキシ−1,1,2−トリフルオロブタンスルホン酸ナトリウム11.5gを添加して25℃で2時間程度撹拌する。これを分液して水で3回洗浄後に塩化メチレンを留去することで粗体を得る。粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/メタノール=90/10(体積比))により精製することでビス(4-tert−ブチルベンゼン)ヨードニウム−4−メタクリルオキシ−1,1,2−トリフルオロブタンスルホネート(化合物A9)を18.7g得る。 To 36 g of sulfuric acid, 9.1 g of 1-iodo-4-tert-butylbenzene is added, and then 35 g of potassium persulfate is added little by little at 10 ° C. or lower, and the mixture is stirred for 30 minutes. After stirring, 62.8 g of t-butylbenzene is added and the mixture is further stirred at 25 ° C. for 3 hours. After stirring, 68.2 g of pure water was added at 10 ° C. or lower, 90 g of methylene chloride and 11.5 g of sodium 4-methacryloyloxy-1,1,2-trifluorobutanesulfonate were added, and the temperature was 25 ° C. for 2 hours. Stir to some extent. This is separated and washed with water three times, and then methylene chloride is distilled off to obtain a crude product. By purifying the crude product by silica gel column chromatography (methylene chloride / methanol = 90/10 (volume ratio)), bis (4-tert-butylbenzene) iodonium-4-methacryloxy-1,1,2-trifluoro Obtain 18.7 g of butane sulfonate (Compound A9).
<ユニットAを構成する化合物A10の合成>
(合成例20)4−ブロモ−4'−フェニルスルファニルベンゾフェノンの合成
<Synthesis of compound A10 constituting unit A>
(Synthesis Example 20) Synthesis of 4-bromo-4'-phenylsulfanylbenzophenone
塩化アルミニウム3.0gを塩化メチレン28gに添加して0℃とする。これにジフェニルスルフィド4.0gを添加した後に4-ブロモベンゾイルクロリド3.4gを塩化メチレン6.8gに溶解して30分かけて滴下する。滴下後25℃で1時間撹拌し、純水60gを添加してさらに5分撹拌後、トルエン20gで2回洗浄する。これを分液して、得られた有機層を溶媒留去する。得られた残留物をイソプロピルアルコール30g用いた再結晶によって精製することで、4−ブロモ−4'−フェニルスルファニルベンゾフェノンを5.2g得る。 3.0 g of aluminum chloride is added to 28 g of methylene chloride to bring the temperature to 0 ° C. After adding 4.0 g of diphenyl sulfide to this, 3.4 g of 4-bromobenzoyl chloride is dissolved in 6.8 g of methylene chloride and added dropwise over 30 minutes. After the dropping, the mixture is stirred at 25 ° C. for 1 hour, 60 g of pure water is added, the mixture is further stirred for 5 minutes, and then washed twice with 20 g of toluene. This is separated and the obtained organic layer is distilled off with a solvent. The obtained residue is purified by recrystallization using 30 g of isopropyl alcohol to obtain 5.2 g of 4-bromo-4'-phenylsulfanylbenzophenone.
(合成例21)4−ブロモ−4'−フェニルスルファニルベンゾフェノンジメチルアセタールの合成 (Synthesis Example 21) Synthesis of 4-bromo-4'-phenylsulfanylbenzophenone dimethyl acetal
上記合成例20で得られた4−ブロモ−4'−フェニルスルファニルベンゾフェノン5.0gをメタノール30gに溶解し、これにオルトギ酸トリメチル5.0gと濃硫酸を30mg添加して60℃で4時間撹拌する。撹拌後、3質量%重曹水を150g添加してさらに10分間撹拌して固体を析出させる。析出した固体をろ別し、塩化メチレン30gに再溶解する。これを水で3回洗浄後に塩化メチレンを留去することで4−ブロモ−4'−フェニルスルファニルベンゾフェノンジメチルアセタールを5.0g得る。 5.0 g of 4-bromo-4'-phenylsulfanylbenzophenone obtained in Synthesis Example 20 was dissolved in 30 g of methanol, 5.0 g of trimethyl orthoformate and 30 mg of concentrated sulfuric acid were added thereto, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 4 hours. To do. After stirring, 150 g of 3% by mass aqueous sodium hydrogen carbonate is added, and the mixture is further stirred for 10 minutes to precipitate a solid. The precipitated solid is filtered off and redissolved in 30 g of methylene chloride. After washing this with water three times, methylene chloride is distilled off to obtain 5.0 g of 4-bromo-4'-phenylsulfanylbenzophenone dimethyl acetal.
(合成例22){4−[ジメトキシ−(4−フェニルスルファニルフェニル)メチル]フェニル}ジフェニルスルホニウム−パラ−スチレンスルホネート(化合物A10)の合成 (Synthesis Example 22) Synthesis of {4- [dimethoxy- (4-phenylsulfanylphenyl) methyl] phenyl} diphenylsulfonium-para-styrenesulfonate (Compound A10)
あらかじめ乾燥させたフラスコにテトラヒドロフラン2.0g、マグネシウム0.4g及び1,2−ジブロモエタンを加えてマグネシウムを活性化させる。活性化したことを確認後、溶液を50℃に昇温し、そこに上記合成例20で得た4−ブロモ−4'−フェニルスルファニルベンゾフェノンジメチルアセタール4.0gをTHF6.0gに溶解させたものを滴下する。滴下後、50℃で5h撹拌し、4−[ジメトキシ−(4−フェニルスルファニルフェニル)メチル]フェニルマグネシウムブロミドのTHF溶液を得る。ジフェニルスルホキシド1.9gとトリメチルシリルクロライド1.8gとトリエチルアミン0.8gを塩化メチレン9.5gに溶解した溶液中に、4−[ジメトキシ−(4−フェニルスルファニルフェニル)メチル]フェニルマグネシウムブロミドのTHF溶液を10℃以下で滴下し、その後25℃で1時間撹拌する。撹拌後、10質量%塩化アンモニウム水溶液30gを5℃以下で添加してさらに10分撹拌し、イソプロピルエーテル5.0gで2回洗浄する。その後、塩化メチレン40gとパラ−スチレンスルホン酸ナトリウム2.2gを添加して25℃で2時間程度撹拌する。これを分液して水で3回洗浄後に塩化メチレンを留去することで粗結晶を得る。粗結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/メタノール=90/10(体積比))により精製することで{4−[ジメトキシ−(4−フェニルスルファニルフェニル)メチル]フェニル}ジフェニルスルホニウム−パラ−スチレンスルホネート(化合物A10)を5.4g得る。得られた化合物の365nmのモル吸光係数は1.0×105cm2/mol以下である。 To activate the magnesium, 2.0 g of tetrahydrofuran, 0.4 g of magnesium and 1,2-dibromoethane are added to the pre-dried flask. After confirming the activation, the temperature of the solution was raised to 50 ° C., and 4.0 g of 4-bromo-4'-phenylsulfanylbenzophenone dimethyl acetal obtained in Synthesis Example 20 was dissolved in 6.0 g of THF. Is dropped. After the dropwise addition, the mixture is stirred at 50 ° C. for 5 hours to obtain a THF solution of 4- [dimethoxy- (4-phenylsulfanylphenyl) methyl] phenylmagnesium bromide. A THF solution of 4- [dimethoxy- (4-phenylsulfanylphenyl) methyl] phenylmagnesium bromide was added to a solution of 1.9 g of diphenylsulfoxide, 1.8 g of trimethylsilyl chloride and 0.8 g of triethylamine in 9.5 g of methylene chloride. The mixture is added dropwise at 10 ° C. or lower, and then stirred at 25 ° C. for 1 hour. After stirring, 30 g of a 10 mass% ammonium chloride aqueous solution is added at 5 ° C. or lower, the mixture is further stirred for 10 minutes, and washed twice with 5.0 g of isopropyl ether. Then, 40 g of methylene chloride and 2.2 g of sodium para-styrene sulfonate are added, and the mixture is stirred at 25 ° C. for about 2 hours. Crude crystals are obtained by separating the liquid, washing with water three times, and then distilling off methylene chloride. By purifying the crude crystals by silica gel column chromatography (methylene chloride / methanol = 90/10 (volume ratio)), {4- [dimethoxy- (4-phenylsulfanylphenyl) methyl] phenyl} diphenylsulfonium-para-styrene sulfonate Obtain 5.4 g of (Compound A10). 365nm molar extinction coefficient of the resulting compound is less 1.0 × 10 5 cm 2 / mol .
(合成例23)[4−(4−フェニルスルファニルベンゾイル)フェニル]ジフェニルスルホニウム−パラ−スチレンスルホネート(化合物A11)の合成 (Synthesis Example 23) Synthesis of [4- (4-phenylsulfanylbenzoyl) phenyl] diphenylsulfonium-para-styrenesulfonate (Compound A11)
合成例22で得られた{4−[ジメトキシ−(4−フェニルスルファニルフェニル)メチル]フェニル}ジフェニルスルホニウム−パラ−スチレンスルホネート2.0gをメタノール20gに溶解する。この溶液にメタンスルホン酸0.05gを加えて30℃で2時間撹拌する。撹拌後トリエチルアミン0.1gを添加してから、メタノールを留去する。得られた粗結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製することで)[4−(4−フェニルスルファニルベンゾイル)フェニル]ジフェニルスルホニウム−パラ−スチレンスルホネート(化合物A11)を1.3g得る。得られた化合物の365nmのモル吸光係数は7.0×106cm2/molである。 2.0 g of {4- [dimethoxy- (4-phenylsulfanylphenyl) methyl] phenyl} diphenylsulfonium-para-styrenesulfonate obtained in Synthesis Example 22 is dissolved in 20 g of methanol. 0.05 g of methanesulfonic acid is added to this solution, and the mixture is stirred at 30 ° C. for 2 hours. After stirring, 0.1 g of triethylamine is added, and then methanol is distilled off. Purify the obtained crude crystals by silica gel column chromatography) to obtain 1.3 g of [4- (4-phenylsulfanylbenzoyl) phenyl] diphenylsulfonium-para-styrenesulfonate (Compound A11). The 365 nm molar extinction coefficient of the obtained compound is 7.0 × 10 6 cm 2 / mol.
<ユニットBを構成する化合物B1の合成>
(合成例23)4−ビニルフェニル−トリフェニルスズ(化合物B1)の合成
<Synthesis of compound B1 constituting unit B>
(Synthesis Example 23) Synthesis of 4-vinylphenyl-triphenyltin (Compound B1)
あらかじめ水分を除去したフラスコにマグネシウム1.2gとTHF6gとを加える。これに、4−ビニルブロモベンゼン 6.0gをTHF12.0gに溶解した溶液を1時間かけて滴下する。滴下後に1時間撹拌した後、得られた4−ビニルフェニルマグネシウムブロミド溶液を別途準備した塩化トリフェニルスズ 7.3gとTHF36gとを加えたフラスコ中に5℃で30分間かけて滴下する。滴下後、30分撹拌した後に1%塩化アンモニウム水溶液600gを加えて、さらに10分間撹拌する。その後、THFを留去し、トルエン60gを用いて抽出する。これを分液し、得られた有機層を純水60gで3回洗浄する。その後、分液して得られた有機層を溶媒留去した後にカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘキサン=5/95(体積比))により精製することで、4−ビニルフェニル−トリフェニルスズ(化合物B1)を5.6g得る。 Add 1.2 g of magnesium and 6 g of THF to the flask from which water has been removed in advance. A solution prepared by dissolving 6.0 g of 4-vinylbromobenzene in 12.0 g of THF is added dropwise thereto over 1 hour. After stirring for 1 hour after the dropping, the obtained 4-vinylphenylmagnesium bromide solution is added dropwise to a flask containing 7.3 g of triphenyltin chloride and 36 g of THF prepared separately over 30 minutes at 5 ° C. After the dropping, the mixture is stirred for 30 minutes, 600 g of a 1% aqueous ammonium chloride solution is added, and the mixture is further stirred for 10 minutes. Then, THF is distilled off and extraction is performed with 60 g of toluene. This is separated and the obtained organic layer is washed 3 times with 60 g of pure water. Then, the organic layer obtained by separating the liquids was distilled off from the solvent and then purified by column chromatography (ethyl acetate / hexane = 5/95 (volume ratio)) to 4-vinylphenyl-triphenyltin (compound). Obtain 5.6 g of B1).
<ユニットBを構成する化合物B2の合成>
(合成例24)4−イソプロペニルフェニル−トリフェニルスズ(化合物B2)の合成
<Synthesis of compound B2 constituting unit B>
(Synthesis Example 24) Synthesis of 4-isopropenylphenyl-triphenyltin (Compound B2)
4−ビニルブロモベンゼンに代えて4−イソプロペニルブロモベンゼンを用いる以外は上記合成例23と同様の操作を行うことで、4−イソプロペニルフェニル−トリフェニルスズ(化合物B2)を7.1g得る。 7.1 g of 4-isopropenylphenyl-triphenyltin (Compound B2) can be obtained by carrying out the same operation as in Synthesis Example 23 except that 4-isopropenylbromobenzene is used instead of 4-vinylbromobenzene.
<ユニットBを構成する化合物B3の合成>
(合成例25)4−ビニルフェニル−トリブチルスズ(化合物B3)の合成
<Synthesis of compound B3 constituting unit B>
(Synthesis Example 25) Synthesis of 4-vinylphenyl-tributyltin (Compound B3)
塩化トリフェニルスズに代えて塩化トリブチルスズを用いる以外は上記合成例23と同様の操作を行うことで、4−ビニルフェニル−トリブチルスズ(化合物B3)を5.1g得る。 5.1 g of 4-vinylphenyl-tributyltin (Compound B3) can be obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 23 except that tributyltin chloride is used instead of triphenyltin chloride.
<ユニットBを構成する化合物B4の合成>
(合成例26)4−ビニルフェニル−トリフェニルゲルマン(化合物B4)の合成
<Synthesis of compound B4 constituting unit B>
(Synthesis Example 26) Synthesis of 4-vinylphenyl-triphenylgerman (Compound B4)
塩化トリフェニルスズに代えて塩化トリフェニルゲルマニウムを用いる以外は上記合成例23と同様の操作を行うことで、4−ビニルフェニル−トリブチルゲルマン(化合物B4)を3.1g得る。 3.1 g of 4-vinylphenyl-tributyl germanium (Compound B4) can be obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 23 except that triphenylgermanium chloride is used instead of triphenyltin chloride.
<ユニットBを構成する化合物B5の合成>
(合成例27)フェニル−4−スチレニルテルリド(化合物B5)の合成
<Synthesis of compound B5 constituting unit B>
(Synthesis Example 27) Synthesis of Phenyl-4-styrenyl terlide (Compound B5)
塩化トリフェニルスズに代えてジフェニルデテルリドを用いる以外は上記合成例23と同様の操作を行うことでフェニル−4−スチレニルテルリド(化合物B5)を8.6g得る。 8.6 g of phenyl-4-styrenyl terlide (Compound B5) can be obtained by carrying out the same operation as in Synthesis Example 23 except that diphenyl deterlide is used instead of triphenyltin chloride.
<ユニットD1を構成する化合物の合成>
(合成例28)4−(2−ビニルオキシ)エチルチオブロモベンゼンの合成
<Synthesis of compounds constituting unit D1>
(Synthesis Example 28) Synthesis of 4- (2-vinyloxy) ethylthiobromobenzene
4−ブロモチオフェノール5.0gとクロロエチルビニルエーテル5.7gと炭酸カリウム7.3gとをアセトン20gに溶解して還流温度で3時間撹拌した。その後、室温まで冷却し、純水60gを添加して5分間撹拌した。これにトルエン90gを添加して抽出して水で分液洗浄した。その後トルエンを留去することで、4−(2−ビニルオキシ)エチルチオブロモベンゼン6.4gを得る。 5.0 g of 4-bromothiophenol, 5.7 g of chloroethyl vinyl ether and 7.3 g of potassium carbonate were dissolved in 20 g of acetone and stirred at the reflux temperature for 3 hours. Then, the mixture was cooled to room temperature, 60 g of pure water was added, and the mixture was stirred for 5 minutes. To this was added 90 g of toluene, extracted, and washed separately with water. Then, toluene is distilled off to obtain 6.4 g of 4- (2-vinyloxy) ethylthiobromobenzene.
(合成例29)4−(2−ビニルオキシ)エチルチオ−2',4'−ジメトキシベンゾフェノンの合成 (Synthesis Example 29) Synthesis of 4- (2-vinyloxy) ethylthio-2', 4'-dimethoxybenzophenone
4−(2−ビニルオキシ)エチルチオブロモベンゼン10.2gをテトラヒドロフランの32gに溶解させ、そこに1mol/LメチルマグネシウムブロミドのTHF溶液39mlを5℃以下で滴下する。滴下後、5℃以下で30分撹拌し、4−メチルチオフェニルマグネシウムブロミドのTHF溶液を得る。2,4−ジメトキシベンゾイルクロリド8.8gをTHF15gに溶解した溶液中に、4−メチルチオフェニルマグネシウムブロミドのTHF溶液を10℃以下で滴下し、その後25℃で1時間撹拌する。撹拌後、10質量%塩化アンモニウム水溶液50gを20℃以下で添加してさらに10分撹拌し、有機層を酢酸エチル80gで抽出する。これを水で洗浄後に酢酸エチル及びテトラヒドロフランを留去することで粗結晶を得る。粗結晶をエタノール120gで再結晶させ、4−(2−ビニルオキシ)エチルチオ−2',4'−ジメトキシベンゾフェノン)を8.4g得る。 10.2 g of 4- (2-vinyloxy) ethylthiobromobenzene is dissolved in 32 g of tetrahydrofuran, and 39 ml of a THF solution of 1 mol / L methylmagnesium bromide is added dropwise thereto at 5 ° C. or lower. After the dropwise addition, the mixture is stirred at 5 ° C. or lower for 30 minutes to obtain a THF solution of 4-methylthiophenylmagnesium bromide. A THF solution of 4-methylthiophenylmagnesium bromide is added dropwise to a solution of 8.8 g of 2,4-dimethoxybenzoyl chloride in 15 g of THF at 10 ° C. or lower, and then the mixture is stirred at 25 ° C. for 1 hour. After stirring, 50 g of a 10 mass% ammonium chloride aqueous solution is added at 20 ° C. or lower, and the mixture is further stirred for 10 minutes, and the organic layer is extracted with 80 g of ethyl acetate. After washing this with water, ethyl acetate and tetrahydrofuran are distilled off to obtain crude crystals. The crude crystals are recrystallized from 120 g of ethanol to obtain 8.4 g of 4- (2-vinyloxy) ethylthio-2', 4'-dimethoxybenzophenone).
(合成例30)4−(2−ヒドロキシ)エチルチオ−2',4'−ジメトキシベンゾフェノンの合成 (Synthesis Example 30) Synthesis of 4- (2-hydroxy) ethylthio-2', 4'-dimethoxybenzophenone
4−(2−ビニルオキシ)エチルチオ−2',4'−ジメトキシベンゾフェノン5.0gと、純水3.3g、ピリジニウム−p−トルエンスルホン酸0.44gとをアセトン30gに添加して還流温度にて3時間撹拌した。その後室温に冷却し、純水85gを添加して5分間撹拌後に酢酸エチルで抽出した。これを水で分液洗浄後に酢酸エチルを留去することで4−(2−ヒドロキシ)エチルチオ−2',4'−ジメトキシベンゾフェノン4.6gを得る。 Add 5.0 g of 4- (2-vinyloxy) ethylthio-2', 4'-dimethoxybenzophenone, 3.3 g of pure water and 0.44 g of pyridinium-p-toluenesulfonic acid to 30 g of acetone at reflux temperature. The mixture was stirred for 3 hours. Then, the mixture was cooled to room temperature, 85 g of pure water was added, the mixture was stirred for 5 minutes, and then extracted with ethyl acetate. This is separated and washed with water, and then ethyl acetate is distilled off to obtain 4.6 g of 4- (2-hydroxy) ethylthio-2', 4'-dimethoxybenzophenone.
(合成例31)4−(2−メタクリルオキシ)エチルチオ−2',4'−ジメトキシベンゾフェノンの合成 (Synthesis Example 31) Synthesis of 4- (2-methacrylicoxy) ethylthio-2', 4'-dimethoxybenzophenone
4−(2−ヒドロキシ)エチルチオ−2',4'−ジメトキシベンゾフェノン 5gとメタクリル酸無水物2.9gをTHF15gに溶解し、これに20℃以下になるようにトリエチルアミン1.9gを30分で滴下する。滴下後、25℃で3時間撹拌した後に純水40gを加えてさらに10分撹拌する。これを酢酸エチル50gで抽出し、純水で分液洗浄する。その後酢酸エチルを留去することで目的の4−(2−メタクリルオキシ)エチルチオ−2',4'−ジメトキシベンゾフェノンを5.1g得る。得られた化合物の365nmのモル吸光係数は1.1×106cm2/molである。 5 g of 4- (2-hydroxy) ethylthio-2', 4'-dimethoxybenzophenone and 2.9 g of methacrylic anhydride are dissolved in 15 g of THF, and 1.9 g of triethylamine is added dropwise thereto at 20 ° C. or lower in 30 minutes. To do. After the dropping, the mixture is stirred at 25 ° C. for 3 hours, 40 g of pure water is added, and the mixture is further stirred for 10 minutes. This is extracted with 50 g of ethyl acetate and washed separately with pure water. Then, ethyl acetate is distilled off to obtain 5.1 g of the desired 4- (2-methacrylicoxy) ethylthio-2', 4'-dimethoxybenzophenone. The 365 nm molar extinction coefficient of the obtained compound is 1.1 × 10 6 cm 2 / mol.
(合成例32)4−[(2−メタクリルオキシ)エチルチオ]−フェニル−(2',4'−ジメトキシフェニル)ジメトキシメタン(化合物D1)の合成 (Synthesis Example 32) Synthesis of 4-[(2-methacrylicoxy) ethylthio] -phenyl- (2', 4'-dimethoxyphenyl) dimethoxymethane (Compound D1)
4−(2−メタクリルオキシ) エチルチオ−2',4'−ジメトキシベンゾフェノン6.7gと硫酸47mgとオルトギ酸トリメチル13.5gとをメタノール12.5gに溶解し、これを還流温度で3時間攪拌する。その後室温まで冷却し、これに5質量%炭酸水素ナトリウム水溶液50gを追加した後、10分間さらに撹拌し、析出した結晶をろ過する。結晶を回収して酢酸エチル50gに再溶解後に水で洗浄する。その後、酢酸エチルを留去することで4−[(2−メタクリルオキシ)エチルチオ]−フェニル−(2',4'−ジメトキシフェニル)ジメトキシメタン(化合物D)を2.6g得る。
得られた化合物の365nmのモル吸光係数は1.0×105cm2/mol以下である。
Dissolve 6.7 g of 4- (2-methacryloxy) ethylthio-2', 4'-dimethoxybenzophenone, 47 mg of sulfuric acid and 13.5 g of trimethyl orthoformate in 12.5 g of methanol, and stir this at reflux temperature for 3 hours. .. Then, the mixture is cooled to room temperature, 50 g of a 5 mass% aqueous sodium hydrogen carbonate solution is added thereto, the mixture is further stirred for 10 minutes, and the precipitated crystals are filtered. The crystals are collected, redissolved in 50 g of ethyl acetate, and then washed with water. Then, by distilling off ethyl acetate, 2.6 g of 4-[(2-methacrylicoxy) ethylthio] -phenyl- (2', 4'-dimethoxyphenyl) dimethoxymethane (Compound D) is obtained.
365nm molar extinction coefficient of the resulting compound is less 1.0 × 10 5 cm 2 / mol .
<ポリマー1の合成>
(合成例33)ポリマー1の合成
<Synthesis of Polymer 1>
(Synthesis Example 33) Synthesis of Polymer 1
ユニットAを構成する化合物A1を3.6g、ユニットBを構成する化合物B1を5.3g、並びに、重合開始剤としてジメチル−2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)0.31gと2−メルカプトエタノール0.06gとを、メタノール9gとγ−ブチロラクトン9g、シクロヘキサノン9gの混合溶液に溶解して脱酸素する。これをあらかじめ70℃に加熱したメタノール3gとγ−ブチロラクトン3g、シクロヘキサノン3gの混合液に4時間かけて滴下する。滴下後に2時間撹拌してその後に冷却する。冷却後に90gのジイソプロピルエーテルに滴下することで再沈殿する。これをろ過し、真空乾燥することで目的のポリマー1を5.4g得る。
上記にポリマーのユニット比の開示があるが、本発明のいくつかの態様のポリマーはこれに限定されない。
3.6 g of compound A1 constituting unit A, 5.3 g of compound B1 constituting unit B, and 0.31 g of dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate) as a polymerization initiator. 0.06 g of 2-mercaptoethanol is dissolved in a mixed solution of 9 g of methanol, 9 g of γ-butyrolactone and 9 g of cyclohexanone to deoxidize. This is added dropwise to a mixed solution of 3 g of methanol previously heated to 70 ° C., 3 g of γ-butyrolactone and 3 g of cyclohexanone over 4 hours. After dropping, the mixture is stirred for 2 hours and then cooled. After cooling, it is reprecipitated by dropping it on 90 g of diisopropyl ether. This is filtered and vacuum dried to obtain 5.4 g of the target polymer 1.
Although the unit ratio of the polymer is disclosed above, the polymer of some embodiments of the present invention is not limited thereto.
<ポリマー2〜28の合成>
(合成例34)ポリマー2〜28の合成
上記合成例33に倣い、ユニットAを構成する上記化合物A1〜A6、ユニットBを構成する上記化合物B1〜B5、ユニットCを構成するモノマーC1〜C5、ユニットDを構成する上記化合物D1、ユニットEを構成するモノマーE1及びユニットFを構成するモノマーF1〜F3、酸に対する反応性が低いモノマーG1でポリマー2〜28を合成した。モノマーC1〜C2、モノマーF1、F3は購入品であり、モノマーE1、F2及びモノマーG1は当該化合物の前駆体となるアルコール体を上記の公報及び文献に倣いエステル化反応することで合成した。下記に構造を示す。
なお、合成した各ポリマーの詳細を表1に示す。
モノマーC1:4−tert-ブトキシスチレン
モノマーC2:1−エトキシエトキシメタクリレート
モノマーE1:2-ヒドロキシピナニル−3−パラスチレンスルホネート
モノマーF1:α−メタクリルオキシ−γ−ブチロラクトン
モノマーF2:2−メタクリロイルオキシ−1,3−プロパンスルトン
モノマーF3:3−ヒドロキシアダマンタン−1−メタクリレート
モノマーG1:トリフェニル−(4−メタクリルオキシフェニル)メタン
添加剤A:(4−メチルチオ)フェニル−(4'−フェニルチオ)フェニル−ジメトキシメタン
<Synthesis of polymers 2-28>
(Synthesis Example 34) Synthesis of Polymers 2-28 Following Synthesis Example 33, the compounds A1 to A6 constituting unit A, the compounds B1 to B5 constituting unit B, and the monomers C1 to C5 constituting unit C, Polymers 2 to 28 were synthesized from the compound D1 constituting the unit D, the monomers E1 constituting the unit E, the monomers F1 to F3 constituting the unit F, and the monomers G1 having low reactivity to the acid. Monomers C1 to C2, monomers F1 and F3 were purchased products, and monomers E1 and F2 and monomer G1 were synthesized by esterifying an alcohol compound as a precursor of the compound according to the above publications and documents. The structure is shown below.
The details of each synthesized polymer are shown in Table 1.
Monomer C1: 4-tert-Butoxystyrene Monomer C2: 1-ethoxyethoxymethacrylate Monomer E1: 2-Hydroxypinanyl-3-parastyrene Styrene Monomer F1: α-methacryloxy-γ-butyrolactone monomer F2: 2-methacryloyloxy- 1,3-Propane Styrene Monomer F3: 3-Hydroxyadamantan-1-methacrylate Monomer G1: Triphenyl- (4-methacryloxyphenyl) methane additive A: (4-methylthio) phenyl- (4'-phenylthio) phenyl- Dimethoxymethane
<レジスト組成物の調製>
(実施例1〜6及び比較例1のサンプル調製)
上記ポリマーのいずれか400mgをγ−ブチロラクトン4mlとシクロヘキサノン4mlとの混合溶媒に溶解して、実施例1〜6及び比較例1のレジスト組成物サンプルを調製する。実施例5のサンプルに関しては、増感化合物として更に添加剤Aを45mg添加する。サンプルの構成については表2及び表3に記載する。
<Preparation of resist composition>
(Sample preparation of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1)
400 mg of any of the above polymers is dissolved in a mixed solvent of 4 ml of γ-butyrolactone and 4 ml of cyclohexanone to prepare resist composition samples of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1. For the sample of Example 5, 45 mg of Additive A is further added as a sensitizing compound. The sample configurations are shown in Tables 2 and 3.
(比較例2のサンプルの調整)
p−ヒドロキシスチレン(分子量8000)350mgと架橋剤として1,3,4,6-テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル30mg、酸発生剤としてトリフェニルスルホニウム-ノナフルオロスルホネート20mg及び酸拡散制御剤としてトリオクチルアミン1.5mgをシクロヘキサノン8mlに溶解して比較例2に示すサンプル5を調製する。
(Adjustment of sample of Comparative Example 2)
350 mg of p-hydroxystyrene (molecular weight 8000), 30 mg of 1,3,4,6-tetrakis (methoxymethyl) glycoluryl as a cross-linking agent, 20 mg of triphenylsulfonium-nonafluorosulfonate as an acid generator, and trioctyl as an acid diffusion control agent. Sample 5 shown in Comparative Example 2 is prepared by dissolving 1.5 mg of amine in 8 ml of cyclohexanone.
<現像液の調製>
上記ポリマー1〜28のうち、感度評価で用いるポリマー1、2、11、13、18及び28に対し、各ポリマーが15質量%溶解するように、純水、メタノール、テトラヒドロフラン(THF)、アセトニトリル(AN)、及びメチルエチルケトン(MEK)をそれぞれ組成が0〜90容量%の範囲になるように配合し、それぞれのポリマーに合わせた現像液を調製する。ポリマー1、2、11、13、18及び28の結果を表2に示す。
<Preparation of developer>
Of the above polymers 1 to 28, pure water, methanol, tetrahydrofuran (THF), and acetonitrile (so that each polymer is dissolved in 15% by mass with respect to the polymers 1, 2, 11, 13, 18 and 28 used in the sensitivity evaluation). AN) and methyl ethyl ketone (MEK) are blended so that the composition is in the range of 0 to 90% by volume, respectively, and a developing solution suitable for each polymer is prepared. The results of polymers 1, 2, 11, 13, 18 and 28 are shown in Table 2.
<電子線感度評価>
あらかじめヘキサメチレンジシラザンを修飾したシリコンウェハ上に上記レジスト組成物のサンプル1をスピンコートする。これを110℃のホットプレート上に1分間プレベークすることで、厚さ200nmの塗布膜が形成された基板を得る。該基板の塗布膜に対し、電子線描画装置を用いて、30keVの電子線により2μmのラインアンドスペースパターンとなるように描画する。電子線照射後の基板を130℃のホットプレート上に5分間ポストベイクした後、上記現像液を用いて1分間現像し、その後に純水でリンスすることで2μmのラインアンドスペースパターンを得る。このときの照射量をEmax[μC/cm2]として電子線照射による感度を求める。また、得られたパターンの形状を観察して矩形パターンが得られているかを評価する。矩形パターンが得られている場合を○、テーパー状のパターン形状となる場合を△、パターンが得られない場合を×として評価する。
実施例1〜3及び比較例1における上記サンプル2〜4に対しては、上記と同様にして感度評価を行い、比較例2におけるサンプル5のみ2.38質量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(TMAH)を用いて現像することで感度評価を行う。
結果を表3に示す。表3においては、実施例1の感度を100として、それに対するサンプル(実施例2、3及び比較例1、2)の評価結果を相対値として算出する。
<Evaluation of electron beam sensitivity>
Sample 1 of the resist composition is spin-coated on a silicon wafer previously modified with hexamethylene disilazane. This is prebaked on a hot plate at 110 ° C. for 1 minute to obtain a substrate on which a coating film having a thickness of 200 nm is formed. An electron beam drawing device is used to draw on the coating film of the substrate with an electron beam of 30 keV so as to form a line and space pattern of 2 μm. The substrate after electron beam irradiation is post-baked on a hot plate at 130 ° C. for 5 minutes, developed with the above developer for 1 minute, and then rinsed with pure water to obtain a line-and-space pattern of 2 μm. The irradiation amount at this time is set to E max [μC / cm 2 ], and the sensitivity by electron beam irradiation is obtained. In addition, the shape of the obtained pattern is observed to evaluate whether or not a rectangular pattern is obtained. The case where a rectangular pattern is obtained is evaluated as ◯, the case where a tapered pattern shape is obtained is evaluated as Δ, and the case where a pattern cannot be obtained is evaluated as ×.
The sensitivities of Samples 2 to 4 in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were evaluated in the same manner as above, and only Sample 5 in Comparative Example 2 was a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (TMAH). ) Is used for development to evaluate the sensitivity.
The results are shown in Table 3. In Table 3, the sensitivity of Example 1 is set to 100, and the evaluation results of the samples (Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2) are calculated as relative values.
表3の実施例1〜3は電子線照射後に加熱することで、生成したポリマー酸とユニットBの架橋反応により溶解性が変化し、パターンを得ることが出来る。一方、ユニットBの代わりに金属原子を持たないユニットGを用いた比較例1の場合、実施例1の5倍以上照射してもパターニング出来ない。これはユニットBが加熱により上記ポリマー型共役塩基との間で架橋反応が起こる事で露光部と未露光部の溶解コントラストが生じるためであり、架橋構造体の構築にはポリマーにおいてユニットBが重要であることがわかる。 In Examples 1 to 3 of Table 3, by heating after electron beam irradiation, the solubility is changed by the cross-linking reaction between the produced polymer acid and the unit B, and a pattern can be obtained. On the other hand, in the case of Comparative Example 1 in which the unit G having no metal atom is used instead of the unit B, patterning cannot be performed even if the irradiation is performed 5 times or more as in Example 1. This is because the unit B undergoes a cross-linking reaction with the polymer-type conjugate base due to heating, which causes a dissolution contrast between the exposed part and the unexposed part, and the unit B is important in the polymer for constructing the crosslinked structure. It can be seen that it is.
表3の実施例1と比較例2の比較より、実施例1の結果は比較例2より感度及びパターン形状において優れていることがわかる。実施例1は金属原子又は反金属原子を含む構造(スズ原子を含有する構造)を有するユニットBを導入することで電子線照射による2次電子発生効率が向上する。それにより、ユニットAの分解効率が増加する。そのため電子線照射により発生した僅かな酸の触媒反応を利用する比較例2よりも感度が高く、重合によりポリマー中に均一にユニットA及びBを分散させることで、ポリマー酸が膜中で均一に発生するためにパターン形状が良くなると言える。ユニットBが含有するスズ原子はEUV吸収が高い原子でもあるため、EUVにおいても同様の効果が期待できる。 From the comparison between Example 1 and Comparative Example 2 in Table 3, it can be seen that the result of Example 1 is superior to Comparative Example 2 in sensitivity and pattern shape. In Example 1, the efficiency of secondary electron generation by electron beam irradiation is improved by introducing the unit B having a structure containing metal atoms or antimetal atoms (structure containing tin atoms). As a result, the decomposition efficiency of the unit A increases. Therefore, the sensitivity is higher than that of Comparative Example 2 using the catalytic reaction of a slight acid generated by electron beam irradiation, and by uniformly dispersing units A and B in the polymer by polymerization, the polymer acid is uniformly dispersed in the membrane. It can be said that the pattern shape is improved because it is generated. Since the tin atom contained in the unit B is also an atom having high EUV absorption, the same effect can be expected in EUV.
実施例1と実施例2の比較より、実施例2のポリマー2に導入された化合物A2のようにポリマー主鎖と酸構造の間に柔軟なフルオロアルキル基をスペーサー構造として持つことで露光後の加熱により分子運動し、フェニレン基をスペーサー構造とする化合物A1と比較して架橋反応が起こり易く剛直なり、実施例1のポリマー1より高感度化する。スペーサー構造とは、上記一般式(1)及び(2)のL1及びR2部分に相当する。 From the comparison between Example 1 and Example 2, a flexible fluoroalkyl group is provided as a spacer structure between the polymer main chain and the acid structure like the compound A2 introduced into the polymer 2 of Example 2 after exposure. The molecular movement is caused by heating, and the cross-linking reaction is more likely to occur and the compound A1 having a phenylene group as a spacer structure is more rigid than the polymer 1 of Example 1. The spacer structure corresponds to the L 1 and R 2 portions of the above general formulas (1) and (2).
実施例1と実施例3との比較より、実施例3の酸解離性基ユニットであるユニットCを導入することでユニットAから生成するポリマー酸により脱保護されて生じるカルボン酸のポリマー酸が露光後の加熱により、ユニットBと架橋反応する。それにより架橋密度が向上し感度に優位性が生じる。ユニットBは酸と反応性を持つため、ユニットCのような酸触媒によりポリマー酸を生成するユニットを導入しても競争的に酸を失活させることが出来るため、酸拡散制御剤などを添加することなくパターンを形成することが出来る。 From the comparison between Example 1 and Example 3, the polymer acid of the carboxylic acid generated by deprotection by the polymer acid generated from the unit A by introducing the unit C, which is the acid dissociative group unit of Example 3, is exposed. Subsequent heating causes a cross-linking reaction with unit B. As a result, the crosslink density is improved and the sensitivity is superior. Since unit B is reactive with acid, even if a unit that produces polymer acid by an acid catalyst such as unit C is introduced, the acid can be competitively inactivated, so an acid diffusion control agent or the like is added. The pattern can be formed without doing anything.
<光増感評価>
電子線評価と同様の方法でサンプル6〜8をスピンコート後に2μmのラインアンドスペースパターンとなるように電子線を用いて描画した後に、取り出したウェハーをバンドパスフィフィルターを用いて露光波長が365nm±5nmとなるようにしたブラックライト(FL8BL、日立アプライアンス(株)製)を用いて、ウェハー全面に500mJ/cm2照射する。UV照射後の基板を130℃のホットプレート上に5分間ポストベイクした後、上記現像液を用いて1分間現像し、その後に純水でリンスすることで2μmのラインアンドスペースパターンを得る。このときの照射量をEmax[μC/cm2]として電子線照射による感度を求める。結果を表4に示す。表4においては、表3の実施例1の感度を100として、それに対するサンプルの評価結果を相対値として算出した。
<Light sensitization evaluation>
Samples 6 to 8 were drawn with an electron beam so as to have a line-and-space pattern of 2 μm after spin coating in the same manner as in the electron beam evaluation, and then the wafer taken out was exposed to a wavelength of 365 nm using a bandpass fifilter. Using a black light (FL8BL, manufactured by Hitachi Appliances, Inc.) adjusted to ± 5 nm, the entire surface of the wafer is irradiated with 500 mJ / cm 2 . The substrate after UV irradiation is post-baked on a hot plate at 130 ° C. for 5 minutes, then developed with the above developer for 1 minute, and then rinsed with pure water to obtain a line-and-space pattern of 2 μm. The irradiation amount at this time is set to E max [μC / cm 2 ], and the sensitivity by electron beam irradiation is obtained. The results are shown in Table 4. In Table 4, the sensitivity of Example 1 in Table 3 was set to 100, and the evaluation result of the sample with respect to the sensitivity was calculated as a relative value.
表4の実施例4〜7との比較より、酸触媒反応により365nmに感光性を持つ化合物を生成しないポリマー1は365nmのモル吸光係数が1.0×105cm2/mol以下と小さいため、光照射による高感度化は見られなかった。一方でポリマーにユニットAとして酸触媒反応により化合物A11となる化合物A10や同様に酸触媒反応により365nmの吸収が大きくなる化合物D1及び添加剤Aを加えた場合、365nmの光を吸収して酸発生する若しくは増感剤として働くことで、ユニットAの酸発生を促進することで高感度化できる。 Table 4 from comparison between Example 4-7, since the polymer 1 that does not produce a compound with photosensitivity to 365nm by acid catalyzed reaction is the molar extinction coefficient of 365nm small as 1.0 × 10 5 cm 2 / mol or less , No increase in sensitivity was observed by light irradiation. On the other hand, when compound A10, which becomes compound A11 by acid-catalyzed reaction, compound D1 and additive A, which absorbs 365 nm more by acid-catalyzed reaction, are added to the polymer as unit A, acid is generated by absorbing light of 365 nm. By acting as a sensitizer or acting as a sensitizer, the sensitivity can be increased by promoting the acid generation of the unit A.
本発明のいくつかの態様により、EUV等の粒子線又は電磁波の吸収効率が大きく、感度、解像度及びパターン性能の特性に優れたポリマー、該ポリマーを含有するレジスト組成物を提供することができる。 According to some aspects of the present invention, it is possible to provide a polymer having high absorption efficiency of particle beams such as EUV or electromagnetic waves and excellent characteristics of sensitivity, resolution and pattern performance, and a resist composition containing the polymer.
Claims (12)
前記ユニットAがアニオン部とカチオン部とを有するオニウム塩構造を有し、粒子線又は電磁波の照射によりポリマー型共役塩基と水素陽イオンとが対となった状態を生成するユニットであり、前記オニウム塩構造は直接又は第1スペーサを介してポリマー主鎖に共有結合しており、
前記ユニットAが、下記一般式(1)に示される構造であるポリマーであり、
(前記一般式(1)中、R 1 は、水素原子;フッ素原子;及び直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜6のアルキル基;からなる群より選択されるいずれかであり、R 1 中の前記アルキル基は置換基を有していてもよく、
R 2 は、炭素原子数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルキレン基;炭素原子数6〜14のアリーレン基;及び炭素原子数4〜14のヘテロアリーレン基;からなる群から選択されるいずれかであり、R 2 中のアルキレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基は置換基を有していてもよく、
L 1 は、直接結合;カルボニルオキシ基;カルボニルアミノ基;直鎖、分岐又は環状のアルキレンカルボニルオキシ基;直鎖、分岐又は環状のアルキレンカルボニルアミノ基;アリーレンカルボニルオキシ基;及びアリーレンカルボニルアミノ基;からなる群より選択されるいずれかであり、L 1 中のアミノ基、アルキレン基及びアリーレン基は置換基を有していてもよく、
R 1 、R 2 及びL 1 中に炭素−炭素一重結合を有するとき、前記炭素−炭素一重結合の少なくとも1つが、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合で置換されていてもよく、
R 1 、R 2 及びL 1 中にメチレン基を有するとき、前記メチレン基の少なくとも1つが2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよく、
M + は、下記一般式(3)で示されるスルホニウムカチオン又は下記一般式(4)で示されるヨードニウムカチオンである。)
R 3 〜R 5 中に炭素−炭素一重結合を有するとき、前記炭素−炭素一重結合の少なくとも1つが、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合で置換されていてもよく、
R 3 〜R 5 中にメチレン基を有するとき、前記メチレン基の少なくとも1つが2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよく、
R 3 及びR 4 は、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、前記アルキル基、前記アリール基及び前記ヘテロアリール基が結合するスルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンと共に環構造を形成してもよい。)
前記ユニットBが金属原子又は半金属原子を含む構造を有し、前記ユニットBの前記構造は直接又は第2スペーサを介してポリマー主鎖に共有結合しており、
前記ポリマー型共役塩基が前記金属原子若しくは半金属原子に対して付加又は置換反応して酸エステル構造を形成し、
前記ユニットBが、下記一般式(5)に示される構造である、ポリマー。
R 6 は前記一般式(3)のR 5 と同じ選択肢から選択され、
Xは前記金属原子又は半金属原子であり、
前記一般式(5)中、上記R 2 及び複数のR 6 のうち2つ以上が、単結合で直接に、又は、メチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、前記R 2 及び前記複数のR 6 のうち2つ以上が結合するXと共に環構造を形成していてもよく、hはXの価数−1でかつ0〜3である。) A polymer containing unit A and unit B.
The unit A has an onium salt structure having an anion portion and a cation portion, and is a unit that generates a state in which a polymer-type conjugated base and a hydrogen cation are paired by irradiation with a particle beam or an electromagnetic wave. The salt structure is covalently attached to the polymer backbone, either directly or via the first spacer.
The unit A is a polymer having a structure represented by the following general formula (1).
(In the general formula (1), R 1 is any one selected from the group consisting of a hydrogen atom; a fluorine atom; and a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; The alkyl group in 1 may have a substituent and may have a substituent.
R 2 is selected from the group consisting of a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 12 carbon atoms; an arylene group having 6 to 14 carbon atoms; and a heteroarylene group having 4 to 14 carbon atoms. is either an alkylene group in R 2, an arylene group and heteroarylene group may have a substituent,
L 1 is a direct bond; carbonyloxy group; carbonylamino group; linear, branched or cyclic alkylenecarbonyloxy group; linear, branched or cyclic alkylenecarbonylamino group; arylenecarbonyloxy group; and arylenecarbonylamino group; is any one selected from the group consisting of an amino group in L 1, an alkylene group and arylene group may have a substituent,
When a carbon-carbon single bond is contained in R 1 , R 2 and L 1 , at least one of the carbon-carbon single bonds may be substituted with a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond.
When a methylene group is contained in R 1 , R 2 and L 1 , at least one of the methylene groups may be substituted with a divalent heteroatom-containing group.
M + is a sulfonium cation represented by the following general formula (3) or an iodonium cation represented by the following general formula (4). )
When a carbon-carbon single bond is contained in R 3 to R 5 , at least one of the carbon-carbon single bonds may be replaced with a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond.
When a methylene group is contained in R 3 to R 5 , at least one of the methylene groups may be substituted with a divalent heteroatom-containing group.
The alkyl group, the aryl group and the heteroaryl group are bonded to R 3 and R 4 directly by a single bond or via any one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom and a methylene group. A ring structure may be formed together with a sulfonium cation or an iodonium cation. )
The unit B has a structure containing a metal atom or a metalloid atom, and the structure of the unit B is covalently bonded to the polymer main chain either directly or via a second spacer.
The polymer-type conjugate base is added or substituted with the metal atom or metalloid atom to form an acid ester structure.
A polymer in which the unit B has a structure represented by the following general formula (5).
R 6 is selected from the same options as R 5 in the general formula (3) .
X is the metal atom or metalloid atom,
In the general formula (5), two or more of R 2 and a plurality of R 6 is a direct single bond, or, through any one selected from the group consisting of methylene group, the R 2 and may form an X with ring structure more two coupling among the plurality of R 6, h is a and 0-3 a valence -1 of X. )
R7は置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜12のアルキル基であり、
R8及びR9はそれぞれ独立に、置換基を有しても良い直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜12のアルキル基であり、
前記R7、R8及びR 9 のうち2つ以上が、単結合で直接に、又は、メチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、環構造を形成してもよく、
R10は置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜12のアルキル基であり、
R11及びR12はそれぞれ独立に、水素原子;及び置換基を有しても良い直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜12のアルキル基;からなる群より選択されるいずれかであり、
前記R10、R11及びR12のうち2つ以上が、単結合で直接に、又は、メチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、環構造を形成してもよく、
R13はそれぞれ独立に、アルキル基;ヒドロキシ基;アルコキシ基;アルキルカルボニル基;アルキルスルファニル基;アルキルスルフィニル基;アルキルスルホニル基;アミノ基;シアノ基;ニトロ基;及びハロゲン原子;からなる群より選択されるいずれかであり、R 13 におけるアルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アルキルスルファニル基、アルキルスルフィニル基及びアルキルスルホニル基は、置換基を有してもよく、
R7〜R13中に炭素−炭素一重結合を有するとき、前記炭素−炭素一重結合の少なくとも1つが、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合に置換されていてもよく、
R7〜R13中にメチレン基を有するとき、前記メチレン基の少なくとも1つが2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよく、
l1は1〜2の整数であり、m1は、l1が1のとき0〜4、l1が2のとき0〜6の整数であり、
n1は、l1が1のとき1〜5、l1が2のとき1〜7の整数であり、
m1+n1は、l1が1のとき1〜5であり、l1が2のとき1〜7である。) The polymer according to any one of claims 1 to 3 , further containing unit C, wherein the unit C has any of the structures represented by the following general formulas (8) to (11).
R 7 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
R 8 and R 9 are linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, which may independently have substituents, respectively.
Wherein two or more of R 7, R 8 and R 9 are the direct bond or via any one selected from the group consisting of methylene group, it may form a ring structure,
R 10 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
R 11 and R 12 are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom; and a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a substituent. ,
Two or more of the R 10 , R 11 and R 12 may form a ring structure either directly in a single bond or via one selected from the group consisting of methylene groups.
Each R 13 is independently selected from the group consisting of an alkyl group; a hydroxy group; an alkoxy group; an alkylcarbonyl group; an alkylsulfanyl group; an alkylsulfinyl group; an alkylsulfonyl group; an amino group; a cyano group; a nitro group; and a halogen atom; is either being an alkyl group in R 13, alkoxy groups, alkylcarbonyl group, an alkylsulfanyl group, alkylsulfinyl group and alkylsulfonyl group may have a substituent,
When a carbon-carbon single bond is present in R 7 to R 13 , at least one of the carbon-carbon single bonds may be replaced with a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond.
When a methylene group is contained in R 7 to R 13 , at least one of the methylene groups may be substituted with a divalent heteroatom-containing group.
l 1 is an integer of 1 to 2, m 1 is an integer of 0 to 4 when l 1 is 1, and an integer of 0 to 6 when l 1 is 2.
n 1 is 1-5 when l 1 is 1, and 1-7 integer when l 1 is 2,
m 1 + n 1 is 1 to 5 when l 1 is 1, and 1 to 7 when l 1 is 2. )
R14、R15及びR16は、それぞれ独立に、水素原子;電子供与性基;及び電子吸引性基;からなる群より選択されるいずれかであり、
R14及びR15のうち少なくとも一つは前記電子供与性基であり、
R16のうち少なくとも一つは前記電子供与性基であり、
R17は、水素原子;及び置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜6のアルキル基;からなる群より選択されるいずれかであり、
R18は、それぞれ独立に、水素原子;及び置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1〜6のアルキル基;からなる群より選択されるいずれかであり、2つのR18は互いに結合して環構造を形成してもよく、
R14〜R18中に炭素−炭素一重結合を有するとき、前記炭素−炭素一重結合の少なくとも1つが、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合に置換されていてもよく、
R14〜R18中にメチレン基を有するとき、前記メチレン基の少なくとも1つが2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよく、
Eは、直接結合、酸素原子、;硫黄原子及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかであり、
m3は、0又は1の整数であり、
n5及びn6は、それぞれ0〜2の整数であり、n5+n6は2であり、
n5が1のときn3は0〜4の整数であり、n5が2のときn3は0〜6の整数であり、n6が1のときn4は0〜4の整数であり、n6が2のときn4は0〜6の整数であり、
n7は0〜7の整数であり、
n8は1又は2であり、n8が1のときn7は0〜5の整数であり、n8が2のときn7は0〜7の整数である。)
*は前記一般式(12)〜(14)で示される化合物との結合部位を示す。) Further comprises a unit D, wherein unit D is claim 1 is a structure in which a compound represented by the following general formula (12) to (14) is bonded to the R 2 group of the following general formula (15) 4 The polymer according to any one of the above.
R 14 , R 15 and R 16 are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom; an electron donating group; and an electron attracting group;
At least one of R 14 and R 15 is the electron donating group.
At least one of R 16 is the electron donating group.
R 17 is any one selected from the group consisting of a hydrogen atom; and a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
R 18 is any of 2 independently selected from the group consisting of a hydrogen atom; and a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent. One of R 18 may be bonded to form a ring structure,
When a carbon-carbon single bond is contained in R 14 to R 18 , at least one of the carbon-carbon single bonds may be replaced with a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond.
When a methylene group is contained in R 14 to R 18 , at least one of the methylene groups may be substituted with a divalent heteroatom-containing group.
E is any of the group consisting of direct bonds, oxygen atoms; sulfur atoms and methylene groups.
m 3 is an integer of 0 or 1 and
n 5 and n 6 are integers from 0 to 2, respectively, and n 5 + n 6 is 2.
When n 5 is 1, n 3 is an integer from 0 to 4, when n 5 is 2, n 3 is an integer from 0 to 6, and when n 6 is 1, n 4 is an integer from 0 to 4. , When n 6 is 2, n 4 is an integer from 0 to 6.
n 7 is an integer from 0 to 7
n 8 is 1 or 2, n 7 when n 8 is 1 is an integer of 0 to 5, n 7 when n 8 is 2 is an integer of 0-7. )
* Indicates a binding site with a compound represented by the general formulas (12) to (14). )
粒子線又は電磁線を用いて前記レジスト膜を露光する工程と、
前記露光されたレジスト膜を現像してパターンを得る工程と、を含むデバイスの製造方法。 A step of forming a resist film on a substrate using the resist composition according to claim 6 and
The step of exposing the resist film using a particle beam or an electromagnetic beam, and
A method for manufacturing a device, which comprises a step of developing the exposed resist film to obtain a pattern.
前記レジスト膜に第1活性エネルギー線を照射する工程と、
前記第1活性エネルギー線照射後のレジスト膜に第2活性エネルギー線を照射する工程と、
前記第2活性エネルギー線照射後のレジスト膜を現像してパターンを得る工程と、を含み、前記第1活性エネルギー線が、粒子線又は極端紫外線であるデバイスの製造方法。 A step of applying the composition according to claim 6 onto a substrate to form a resist film, and
The step of irradiating the resist film with the first active energy ray and
The step of irradiating the resist film after the irradiation with the first active energy ray with the second active energy ray, and
Wherein the step of obtaining a second active energy beam resist film developed to the pattern after the irradiation, only contains the first active energy rays, a device manufacturing method is a particle beam or extreme ultraviolet radiation.
前記第1活性種により前記ユニットAのオニウム塩を構造変化させ、
前記第2活性エネルギー線照射により、前記構造変化したオニウム塩から第2活性種を発生させる請求項8〜10のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法。 The first active species is generated from the composition in the resist membrane by the first activation energy ray irradiation.
The onium salt of the unit A is structurally changed by the first active species.
The method for producing a device according to any one of claims 8 to 10 , wherein a second active species is generated from the structurally changed onium salt by irradiation with the second active energy ray.
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